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Combined Numerical-Statistical Analyses of Damage and Failure of 2D and 3D Mesoscale Heterogeneous Concrete

机译：2D和3D中尺度非均质混凝土破坏与破坏的数值统计联合分析。

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摘要

Generation and packing algorithms are developed to create models of mesoscale heterogeneous concrete with randomly distributed elliptical/polygonal aggregates and circular/elliptical voids in two dimensions (2D) or ellipsoidal/polyhedral aggregates and spherical/ellipsoidal voids in three dimensions (3D). The generation process is based on the Monte Carlo simulation method wherein the aggregates and voids are generated from prescribed distributions of their size, shape, and volume fraction. A combined numerical-statistical method is proposed to investigate damage and failure of mesoscale heterogeneous concrete: the geometrical models are first generated and meshed automatically, simulated by using cohesive zone model, and then results are statistically analysed. Zero-thickness cohesive elements with different traction-separation laws within the mortar, within the aggregates, and at the interfaces between these phases are preinserted inside solid element meshes to represent potential cracks. The proposed methodology provides an effective and efficient tool for damage and failure analysis of mesoscale heterogeneous concrete, and a comprehensive study was conducted for both 2D and 3D concrete in this paper.
机译：开发了生成和打包算法，以创建中尺度异质混凝土模型，该模型具有二维（2D）随机分布的椭圆/多边形骨料和圆形/椭圆形空隙或二维（3D）的椭圆/多面体骨料和球形/椭圆形空隙。生成过程基于蒙特卡洛模拟方法，其中聚集体和空隙是根据其大小，形状和体积分数的指定分布生成的。提出了一种数值统计相结合的方法来研究中尺度异质混凝土的破坏和破坏：首先生成几何模型并自动划分网格，然后使用内聚区模型进行模拟，然后对结果进行统计分析。在砂浆内，骨料内以及这些相之间的界面处，具有不同牵引-分离规律的零厚度内聚单元已预先插入到实体单元网格中，以表示潜在的裂缝。所提出的方法为中尺度异质混凝土的损伤和破坏分析提供了有效而有效的工具，本文对2D和3D混凝土进行了全面的研究。

著录项

  • 来源
    《Mathematical Problems in Engineering》 |2015年第20期|702563.1-702563.12|共12页
  • 作者

    Wang Xiaofeng; Jivkov Andrey P.;

  • 作者单位

    Univ Manchester, Sch Mech Aerosp & Civil Engn, Manchester M13 9PL, Lancs, England;

    Univ Manchester, Sch Mech Aerosp & Civil Engn, Manchester M13 9PL, Lancs, England;

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