基于网格生成的随机凹凸型混凝土骨料细观建模方法 被引量：14

1

作者 汪奔 王弘 +1 位作者 张志强 周蒙蛟 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期591-596,共6页

基于目前混凝土细观数值分析多采用二维模型,提出了一种基于网格预先生成的二维随机凹凸型骨料的混凝土细观建模方法。该方法利用已生成的网格状态进行骨料投放,有效解决了在细观三相介质中的网格质量问题。采用随机凹凸型骨料使骨料模... 基于目前混凝土细观数值分析多采用二维模型,提出了一种基于网格预先生成的二维随机凹凸型骨料的混凝土细观建模方法。该方法利用已生成的网格状态进行骨料投放,有效解决了在细观三相介质中的网格质量问题。采用随机凹凸型骨料使骨料模型更加接近真实形态,避免了该方法对骨料形貌描述不准确的问题。该方法可保证投放的随机性以及级配分布的合理性,二维投放骨料含量可达75%。最后,采用混凝土损伤塑性模型模拟了混凝土保护层锈胀开裂的细观断裂破坏过程,分析了混凝土裂纹萌生、扩展过程及破坏形态,数值结果与实验结果吻合良好。 展开更多

关键词 混凝土 细观 网格生成 二维 混凝土损伤塑性 裂纹

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三维随机凹凸型混凝土骨料细观建模方法研究 被引量：7

2

作者 汪奔 王弘 +1 位作者 张志强 周蒙蛟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1072-1076,共5页

为了提高混凝土细观力学中数值模拟预处理的要求,提出了一种网格预先生成的三维随机凹凸型混凝土骨料建模方法。该方法利用已生成的网格状态进行骨料投放,有效解决了在细观三相介质中网格质量问题。采用随机凹凸型骨料使骨料模型更加接... 为了提高混凝土细观力学中数值模拟预处理的要求,提出了一种网格预先生成的三维随机凹凸型混凝土骨料建模方法。该方法利用已生成的网格状态进行骨料投放,有效解决了在细观三相介质中网格质量问题。采用随机凹凸型骨料使骨料模型更加接近真实形态,避免了该方法对骨料形貌描述不准确。同时,提出一种四面体分割法来判断空间三维骨料与单元节点的位置关系,进行细观三相介质单元判断,该方法可保证投放的随机性以及级配分布的合理性,三维投放骨料含量可达到65%。采用本文提出的预处理方法,结合混凝土塑性损伤模型,分析了钢筋锈蚀引起的保护层开裂破坏过程,结果表明:受随机骨料的影响,顺筋裂纹的产生具有不确定性。 展开更多

关键词 混凝土 细观 生成网格 三维 混凝土损伤塑性 裂纹

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基于XFEM的混凝土保护层锈胀裂纹分析 被引量：5

3

作者 汪奔 王弘 +1 位作者 张志强 周蒙蛟 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期161-166,共6页

采用扩展有限元法(XFEM)和过盈装配的方式,建立了混凝土保护层非均匀锈胀开裂有限元模型。计算结果表明:首先在与钢筋接触的左右两侧10°~30°范围内形成包含数条微裂纹的裂纹带,对称于钢筋的中轴线背向发展,随着锈蚀程度的加深... 采用扩展有限元法(XFEM)和过盈装配的方式,建立了混凝土保护层非均匀锈胀开裂有限元模型。计算结果表明:首先在与钢筋接触的左右两侧10°~30°范围内形成包含数条微裂纹的裂纹带,对称于钢筋的中轴线背向发展,随着锈蚀程度的加深,在裂纹带形成一条斜向的主裂纹,从而导致保护层产生"楔形"破坏。通过对ABAQUS进行二次开发,提取了锈胀裂纹长度,发现裂纹长度与钢筋锈蚀率之间呈指数关系,指出裂纹发展可分为3个阶段(萌生区、扩展区和平缓区),应以裂纹进入平缓区的钢筋锈蚀率对结构进行评估,并给出了界限判据。与广惠高速公路沿线桥梁保护层剥落病害对比分析,验证了计算结果的精确性。 展开更多

关键词 混凝土保护层 钢筋锈蚀 裂纹 XFEM 数值模拟 广惠高速公路沿线桥梁

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热处理工艺对50CrVA高强弹簧钢超高周疲劳损伤机制的影响 被引量：5

4

作者 周蒙蛟 王弘 汪奔 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期955-960,共6页

研究了50CrVA高强弹簧钢在不同热处理状态下（淬火＋中温回火和退火）的超高周疲劳破坏行为及其裂纹萌生机理。结果表明,50CrVA高强弹簧钢在107~109循环周次内发生疲劳破坏,两种热处理状态的S-N曲线下降形态不同,均未出现疲劳极限。热... 研究了50CrVA高强弹簧钢在不同热处理状态下（淬火＋中温回火和退火）的超高周疲劳破坏行为及其裂纹萌生机理。结果表明,50CrVA高强弹簧钢在107~109循环周次内发生疲劳破坏,两种热处理状态的S-N曲线下降形态不同,均未出现疲劳极限。热处理工艺改变50CrVA的微观组织,从而影响超高周疲劳阶段（寿命〉107周次）的疲劳破坏损伤机制：经淬火＋中温回火处理材料破坏多起源于内部夹杂物,夹杂物周围存在的应力场与溶质原子发生弹性交互作用,吸引间隙原子向其周边扩散、富集,使间隙原子富集区材料性能下降,导致裂纹在内部夹杂物处萌生;退火热处理后材料微观组织对间隙原子向材料内部夹杂物扩散起到阻碍作用,所以超高周疲劳裂纹易于在材料表面萌生。 展开更多

关键词 金属材料 50CrVA弹簧钢 超高周疲劳 热处理工艺 GBF 间隙原子扩散

原文传递

重载冷挤压模具用LD钢热加工工艺探讨 被引量：2

5

作者 周重光 贺勇 +3 位作者 周蒙蛟 沈国盛 孙强 余宗宝 《兵器材料科学与工程》 CSCD 2009年第2期60-63,共4页

对重载冷挤压模具用LD钢在实际生产使用中热加工出现的问题和解决方法作了工艺研究探讨。研究采用高低倍组织观察,常规力学性能测试和断口观察分析不同状态下材料的组织变化。通过对材料的冶金质量分析,证实引起重载冷挤压模具开裂的主... 对重载冷挤压模具用LD钢在实际生产使用中热加工出现的问题和解决方法作了工艺研究探讨。研究采用高低倍组织观察,常规力学性能测试和断口观察分析不同状态下材料的组织变化。通过对材料的冶金质量分析,证实引起重载冷挤压模具开裂的主要原因是粗大共晶碳化物。通过电渣重熔+锻造+球化退火热加工工艺有效改善材料的冶金质量,细化和减少共晶碳化物,增加模具淬火状态下的合金固溶含量,回火过程中Cr、Mo、V碳化物的稳定弥散析出,提高了模具的抗压强度和韧性。 展开更多

关键词 LD钢 电渣重熔 锻造 球化退火 共晶碳化物

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LZ50钢在超高周疲劳条件下Coaxing效应的研究 被引量：2

6

作者 周蒙蛟 王弘 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期12-14,共3页

利用超声疲劳试验设备对LZ50钢进行变幅疲劳性能的研究同时用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了疲劳断口的形貌特征。试验采用荷载步线型累加的加载形式,选取最大荷载σhigh为390 MPa。结果表明:经过小荷载作用后的实验材料其疲劳性能有显... 利用超声疲劳试验设备对LZ50钢进行变幅疲劳性能的研究同时用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了疲劳断口的形貌特征。试验采用荷载步线型累加的加载形式,选取最大荷载σhigh为390 MPa。结果表明:经过小荷载作用后的实验材料其疲劳性能有显著增强,表现出明显的Coaxing效应;引入强化因子对Palmgreen-Miner累积损伤准则进行修正,经修正后的Palmgreen-Miner累积损伤准则能较好地预测材料使用工况下的变幅寿命。 展开更多

关键词 超声疲劳实验 Coaxing效应 变幅疲劳性能 Palmgreen—Miner累积损伤准则

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LZ50钢在变幅荷载作用下应力交互作用的研究 被引量：2

7

作者 周蒙蛟 王弘 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期57-59,共3页

在现有的研究中,材料的恒幅疲劳试验结果往往被用来表征其疲劳性能以及用于可靠性分析。但是在缺少变幅疲劳试验数据的情况下很难对材料的疲劳寿命给出较为准确的预测。利用超声疲劳试验设备对LZ50钢进行了变幅疲劳性能的研究。并利用... 在现有的研究中,材料的恒幅疲劳试验结果往往被用来表征其疲劳性能以及用于可靠性分析。但是在缺少变幅疲劳试验数据的情况下很难对材料的疲劳寿命给出较为准确的预测。利用超声疲劳试验设备对LZ50钢进行了变幅疲劳性能的研究。并利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了疲劳断口的形貌特征。试验采用了荷载步线性累加的加载形式,选取最大荷载σhigh=390 MPa。实验结果表明:经过小荷载作用后的实验材料其疲劳性能有着显著的增强,表现出明显的Coaxing效应。通过分析,引入强化因子对Corten-Dolan累积损伤准则进行修正,经修正过后的Corten-Dolan累积损伤准则能较好的预测材料在本文所使用工况下的变幅寿命。 展开更多

关键词 超声疲劳实验 coaxing效应 变幅疲劳性能 Corten-Dolan累积损伤准则

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细观尺度下的保护层非均匀锈胀开裂分析 被引量：3

8

作者 汪奔 王弘 +1 位作者 张志强 周蒙蛟 《混凝土》 CAS 北大核心 2018年第2期157-160,共4页

对锈蚀混凝土构件评估时,裂缝的分布形态和宽度是最主要的评估依据。本文根据在自然环境下钢筋锈蚀层的分布形态,基于细观力学模型采用过盈装配和损伤的方式模拟了钢筋非均匀锈蚀引起保护层开裂的全过程。分析了混凝土保护层开裂趋势、... 对锈蚀混凝土构件评估时,裂缝的分布形态和宽度是最主要的评估依据。本文根据在自然环境下钢筋锈蚀层的分布形态,基于细观力学模型采用过盈装配和损伤的方式模拟了钢筋非均匀锈蚀引起保护层开裂的全过程。分析了混凝土保护层开裂趋势、裂缝扩展方式、裂缝分布形态与保护层厚度、钢筋位置、骨料集配之间的关系,并与试验数据和现场检测现象进行对比,验证了计算结果的精确性。 展开更多

关键词 混凝土保护层 细观 裂纹 混凝土塑性损伤

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基于应力交互作用的超高周疲劳寿命估计方法 被引量：1

9

作者 周蒙蛟 王弘 汪奔 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期37-40,共4页

为研究50CrVA高强弹簧钢在变幅荷载作用下的超高周疲劳破坏行为及其裂纹萌生机理,利用超声疲劳试验机对50CrVA弹簧钢进行两级加载实验。得到超高周变幅疲劳性能,并基于Miner法则提出一种适用于超高周疲劳的寿命预测方法。该方法引入应... 为研究50CrVA高强弹簧钢在变幅荷载作用下的超高周疲劳破坏行为及其裂纹萌生机理,利用超声疲劳试验机对50CrVA弹簧钢进行两级加载实验。得到超高周变幅疲劳性能,并基于Miner法则提出一种适用于超高周疲劳的寿命预测方法。该方法引入应力交互作用影响因子的概念,将预加载对剩余疲劳寿命的影响分为强化和损伤两部分,并分别给出两种影响因素的表达形式以及参数。结果表明,经修正后的Miner法则能对50CrVA的二级加载工况给出较好的寿命预测。 展开更多

关键词 金属材料 50CrVA弹簧钢 超高周疲劳性累积损伤 寿命预测

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数值模拟锥形杆对反射应力波的影响 被引量：1

10

作者 王庭辉 宋顺成 +1 位作者 周蒙蛟 陈小安 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期107-111,共5页

应用锥形杆获得放大应力波信号过程中,过渡锥面形成的反射应力波和所要测反射波叠加,要区分开来就必须获得在相关锥形杆和入射波条件下锥面反射波的情况。采用数值模拟和部分实验验证相结合的方法来研究该问题。其中模拟过程分2部分,其... 应用锥形杆获得放大应力波信号过程中,过渡锥面形成的反射应力波和所要测反射波叠加,要区分开来就必须获得在相关锥形杆和入射波条件下锥面反射波的情况。采用数值模拟和部分实验验证相结合的方法来研究该问题。其中模拟过程分2部分,其一为在锥形杆形状固定的情况下分别模拟对不同宽度的入射波(矩形、三角和梯形)所形成的反射波的影响,其二为对于SHPB实验中常用的矩形入射波,讨论不同的锥体几何参数(特征长度、小端直径)的变化对反射应力波的影响。数值模拟结果表明:当入射波宽度和锥体的特征时间tL=L/C0接近的情况下,锥体对反射波波形的影响很大,而对于实际应用中的锥形杆及相应的梯形入射脉冲,如果锥体的特征长度远小于子弹的长度(<10%),小大端的直径比d/D<0.8的情况下,反射波应力可以按阶梯截面过渡杆进行计算,反射波从峰值应力处到平台区的过渡时间与入射脉冲上升沿时间接近,反射波上升沿、下降沿和波宽与入射脉冲基本一致,锥体特征长度对峰值应力的影响小于d/D值的影响。 展开更多

关键词 应力波 锥形杆 数值模拟

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原位生成TiCp/Fe复合材料的热处理转变

11

作者 应寒冰 周蒙蛟 余宗宝 《浙江万里学院学报》 2008年第5期79-82,共4页

铸造烧结TiCp/Fe复合材料是近年来研究的新型金属陶瓷相耐磨复合材料,文章对烧结材料和经热处理后材料进行了X光衍射相分析,测试了不同状态材料的硬度和冲击韧性,探讨了材料中相变化和力学性能变化的规律.分析认为烧结TiCp/Fe复合材料... 铸造烧结TiCp/Fe复合材料是近年来研究的新型金属陶瓷相耐磨复合材料,文章对烧结材料和经热处理后材料进行了X光衍射相分析,测试了不同状态材料的硬度和冲击韧性,探讨了材料中相变化和力学性能变化的规律.分析认为烧结TiCp/Fe复合材料的热处理促进了Fe0.975Ti0.025和Nb0.5Ti0.5C0.57不稳定相的稳定转变,有效提高了材料的韧性. 展开更多

关键词 复合材料 铸造烧结 热处理 相

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钢筋非均匀锈蚀引起混凝土保护层内裂分析 被引量：1

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作者 汪奔 王弘 +1 位作者 张志强 周蒙蛟 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期70-75,共6页

根据自然环境下保护层锈胀开裂前的钢筋锈蚀形态,将锈蚀层简化为半椭圆状的非均匀分布,从而建立了钢筋非均匀锈蚀理论模型。经过求解得到了混凝土中锈胀应力理论解,并与有限元计算结果对比,验证了理论解的精确性。根据理论解可知最大周... 根据自然环境下保护层锈胀开裂前的钢筋锈蚀形态,将锈蚀层简化为半椭圆状的非均匀分布,从而建立了钢筋非均匀锈蚀理论模型。经过求解得到了混凝土中锈胀应力理论解,并与有限元计算结果对比,验证了理论解的精确性。根据理论解可知最大周向应力在水平轴上,因此锈蚀层的发展会首先引起保护层内部水平裂纹的产生。增加钢筋直径可有效减低锈胀应力,提高结构抗锈裂的能力。与均匀锈蚀理论模型对比结果表明:均匀锈蚀要远小于非均匀锈蚀条件下的临界锈蚀层厚度,均匀锈蚀的计算结果偏于保守。因此,对锈胀问题进行理论分析时,应采用更接近真实锈蚀形态的非均匀锈蚀模型。 展开更多

关键词 非均匀锈蚀 混凝土 开裂 理论模型

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