混凝土Ⅰ型裂缝扩展准则及裂缝扩展全过程的数值模拟 被引量：39

1

作者 吴智敏 董伟 +1 位作者 刘康 杨树桐 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期1453-1459,共7页

本文将起裂断裂韧度作为材料参数,提出了混凝土Ⅰ型裂缝扩展准则,即当外荷载引起的裂缝尖端应力强度因子与黏聚力引起的裂缝尖端应力强度因子的差值达到起裂断裂韧度时,裂缝开始扩展。在此基础,上采用有限元法对混凝土Ⅰ型裂缝的断裂过... 本文将起裂断裂韧度作为材料参数,提出了混凝土Ⅰ型裂缝扩展准则,即当外荷载引起的裂缝尖端应力强度因子与黏聚力引起的裂缝尖端应力强度因子的差值达到起裂断裂韧度时,裂缝开始扩展。在此基础,上采用有限元法对混凝土Ⅰ型裂缝的断裂过程进行了数值模拟,分别计算了不同尺寸混凝土试件的荷载-裂缝口张开位移全曲线、临界裂缝亚临界扩展量、失稳断裂韧度并与应用DIANA软件的数值分析结果及试验结果进行了比较,吻合良好。研究还表明,只要给出混凝土的弹性模量、抗拉强度和起裂断裂韧度,即可用本文提出的方法计算混凝土失稳断裂韧度及裂缝扩展全过程。 展开更多

关键词 混凝土 有限元 裂缝扩展准则 数值模拟 起裂断裂韧度 失稳断裂韧度

下载PDF 职称材料

混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝扩展准则及扩展全过程的数值模拟 被引量：17

2

作者 吴智敏 董伟 许青 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期180-187,共8页

本文基于从试验中得出的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝起裂时的临界KⅠ-KⅡ曲线,提出了Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的扩展准则,即由外荷载在裂缝尖端产生的应力强度因子与虚拟裂缝黏聚力产生的应力强度因子的差大于或等于起裂时的临界KⅠ-KⅡ曲线时裂缝扩... 本文基于从试验中得出的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝起裂时的临界KⅠ-KⅡ曲线,提出了Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的扩展准则,即由外荷载在裂缝尖端产生的应力强度因子与虚拟裂缝黏聚力产生的应力强度因子的差大于或等于起裂时的临界KⅠ-KⅡ曲线时裂缝扩展,在此基础上采用有限元法对混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝的起裂、稳定扩展及失稳扩展全过程进行了数值模拟,并计算了试件高度分别为2003、00、400、5006、00mm混凝土四点剪切梁的裂缝扩展路径、荷载-剪切位移曲线,数值模拟结果与试验结果吻合良好。研究表明,只要从试验中测得混凝土材料的Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝起裂时的临界KⅠ-KⅡ曲线、抗拉强度及弹性模量,即可计算混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝扩展全过程。 展开更多

关键词 混凝土 Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝 有限元 扩展准则 数值模拟

下载PDF 职称材料

混凝土Ⅰ型裂缝扩展准则比较研究 被引量：11

3

作者 王璀瑾 董伟 +2 位作者 王强 吴智敏 曲秀华 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期89-96,105,共9页

针对混凝土I型裂缝扩展问题,分别采用以起裂韧度为参数的裂缝扩展准则、最大拉应力准则以及裂尖处应力强度因子为零的裂缝扩展准则,数值模拟了强度等级C20、C40、C60、C80和C100的混凝土三点弯曲梁裂缝扩展全过程,获取了试件的荷载-裂... 针对混凝土I型裂缝扩展问题,分别采用以起裂韧度为参数的裂缝扩展准则、最大拉应力准则以及裂尖处应力强度因子为零的裂缝扩展准则,数值模拟了强度等级C20、C40、C60、C80和C100的混凝土三点弯曲梁裂缝扩展全过程,获取了试件的荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线并与试验结果进行了比较。结果表明,三种准则中以起裂韧度为参数的裂缝扩展准则计算得到的峰值荷载及P-CMOD全曲线与试验结果差别最小。随着混凝土强度等级的提高,最大拉应力准则以及裂尖处应力强度因子为零的裂缝扩展准则计算出的P-CMOD曲线与试验结果相比均有较为明显的偏离,但以起裂韧度为参数的裂缝扩展准则计算结果与试验曲线更为吻合。试验与计算结果表明,以起裂韧度为参数的裂缝扩展准则更适用于不同强度混凝土材料的断裂分析。 展开更多

关键词 混凝土 裂缝扩展准则 强度等级 P-CMOD曲线 数值模拟

原文传递

基于裂缝扩展准则的混凝土重力坝裂缝扩展全过程数值分析 被引量：8

4

作者 许青 邓涛 +1 位作者 董伟 吴智敏 《建筑科学与工程学报》 CAS 2009年第3期49-54,共6页

将裂缝扩展准则应用于混凝土重力坝裂缝扩展全过程分析,结合虚拟裂缝模型计算了经典混凝土重力坝模型的断裂特性,并与其他数值方法进行了对比。结果表明:利用该数值方法得到的混凝土重力坝模型的外荷载-裂缝口张开位移曲线及裂缝扩展路... 将裂缝扩展准则应用于混凝土重力坝裂缝扩展全过程分析,结合虚拟裂缝模型计算了经典混凝土重力坝模型的断裂特性,并与其他数值方法进行了对比。结果表明:利用该数值方法得到的混凝土重力坝模型的外荷载-裂缝口张开位移曲线及裂缝扩展路径与试验结果均吻合良好;当给定了混凝土材料的起裂断裂韧度、断裂能、抗拉强度等参数后,即可采用该数值方法对混凝土重力坝裂缝扩展全过程进行分析。 展开更多

关键词 裂缝扩展准则 混凝土重力坝 数值分析 虚拟裂缝模型 抗拉强度

下载PDF 职称材料

应力强度因子和裂纹扩展判据的典型算法 被引量：4

5

作者 淳庆 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2011年第3期355-358,共4页

采用FRANC2D软件对中心裂纹试样、单边裂纹试样和双边裂纹试样进行计算分析,比较研究了位移相关法、虚裂纹闭合法、J-积分法等3种应力强度因子的计算方法和最大周向应力准则、最大应变能释放率准则和最小应变能密度因子准则等3种裂纹扩... 采用FRANC2D软件对中心裂纹试样、单边裂纹试样和双边裂纹试样进行计算分析,比较研究了位移相关法、虚裂纹闭合法、J-积分法等3种应力强度因子的计算方法和最大周向应力准则、最大应变能释放率准则和最小应变能密度因子准则等3种裂纹扩展判据.结果表明:3种计算方法中,J-积分法和虚裂纹闭合法计算精度优于位移相关法,虚裂纹闭合法和J-积分法计算的误差总体随着裂纹扩展而减小,而位移相关法计算的误差总体是随着裂纹扩展而增大.在3种判据中,最大周向应力准则和最小应变能密度因子准则优于最大应变能释放率准则,最大应变能释放率准则计算时间和扩展角度误差要比另外2种方法大. 展开更多

关键词 裂纹 应力强度因子 裂纹扩展判据 断裂力学 疲劳寿命

下载PDF 职称材料

基于裂缝扩展准则的K_R阻力曲线研究 被引量：4

6

作者 董伟 何化南 +1 位作者 吴智敏 易富民 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期13-19,30,共8页

根据混凝土I型裂缝扩展准则,将起裂断裂韧度作为材料参数,提出了一种新的计算混凝土结构裂缝扩展过程KR阻力曲线模型。该模型认为,裂缝扩展阻力由混凝土材料固有的抗裂能力和粘聚力提供的阻力组成并等于裂缝扩展的驱动力;应用该模型并... 根据混凝土I型裂缝扩展准则,将起裂断裂韧度作为材料参数,提出了一种新的计算混凝土结构裂缝扩展过程KR阻力曲线模型。该模型认为,裂缝扩展阻力由混凝土材料固有的抗裂能力和粘聚力提供的阻力组成并等于裂缝扩展的驱动力;应用该模型并借助有限元法计算了混凝土三点弯曲梁、楔入劈拉试件的裂缝扩展量、断裂过程区(FPZ)长度,在此基础上计算了混凝土试件的KR阻力曲线、研究了其尺寸效应,并与采用其他方法所计算的KR阻力曲线结果进行了比较。根据该文的研究结果,只要给出混凝土的弹性模量、抗拉强度和起裂断裂韧度,即可根据有限元法计算混凝土裂缝扩展过程的KR阻力曲线而无需测定混凝土试件的荷载-裂缝口张开位移等曲线。 展开更多

关键词 混凝土 裂缝扩展准则 数值模拟 KR阻力曲线 断裂过程区

原文传递

在压缩荷载下含共线裂纹岩石断裂破坏的实验研究 被引量：1

7

作者 徐文涛 朱哲明 +1 位作者 汪波 刘宏杰 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期49-51,共3页

通过压缩实验,对作者以前提出的共线裂纹岩石在压缩荷载下的破坏准则进行了实验研究。以砂岩为研究材料,实验探讨了在压缩载荷下,共线裂纹体的破坏情况。实验主要研究了裂纹间距、裂纹倾角、侧压力对试件压缩强度的影响,并实验研究了裂... 通过压缩实验,对作者以前提出的共线裂纹岩石在压缩荷载下的破坏准则进行了实验研究。以砂岩为研究材料,实验探讨了在压缩载荷下,共线裂纹体的破坏情况。实验主要研究了裂纹间距、裂纹倾角、侧压力对试件压缩强度的影响,并实验研究了裂纹表面摩擦力对试件抗压强度的影响。结果表明,裂纹间距、裂纹的倾角、裂纹表面的摩擦力及其所承受的侧压力对试件的抗压强度都有很大的影响。实验结果与作者提出的共线裂纹在压缩载荷下的扩展准则的计算结果基本吻合,表明该准则是确实可行的。 展开更多

关键词 共线裂纹 裂纹扩展准则 裂纹间距 裂纹表面摩擦力

下载PDF 职称材料

固体火箭发动机药柱裂纹扩展判据的统计分析 被引量：2

8

作者 徐学文 牟俊林 辛庆伟 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期657-659,共3页

针对固体火箭发动机药柱裂纹扩展机理及其危险性研究的复杂性,选择发动机工作过程中裂纹失稳扩展作为发动机判废的标准,采用实验测量和数值仿真的方法,确定出了不同贮存期某型固体火箭发动机在点火发射过程中,其药柱星角处横向贯穿楔形... 针对固体火箭发动机药柱裂纹扩展机理及其危险性研究的复杂性,选择发动机工作过程中裂纹失稳扩展作为发动机判废的标准,采用实验测量和数值仿真的方法,确定出了不同贮存期某型固体火箭发动机在点火发射过程中,其药柱星角处横向贯穿楔形裂纹发生失稳扩展的临界深度,应用数理统计分析,给出了含该型裂纹的发动机安全工作的裂纹深度阈值曲线,从而为制订发动机的判废标准提供理论依据。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 裂纹扩展判据 J积分 统计分析

下载PDF 职称材料

厚壁箱形钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生与扩展规律研究

9

作者 朱婷 高圣彬 《钢结构（中英文）》 2021年第10期16-24,共9页

为探讨厚壁箱形钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生寿命及裂纹扩展规律,利用ABAQUS有限元分析软件对多组厚壁箱形钢桥墩在恒定竖向荷载和水平往复荷载作用下的超低周疲劳裂纹萌生、扩展与破坏过程进行数值模拟分析。对钢桥墩试件的1/2进行建模... 为探讨厚壁箱形钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生寿命及裂纹扩展规律,利用ABAQUS有限元分析软件对多组厚壁箱形钢桥墩在恒定竖向荷载和水平往复荷载作用下的超低周疲劳裂纹萌生、扩展与破坏过程进行数值模拟分析。对钢桥墩试件的1/2进行建模,采用壳单元和梁单元相结合的方法提高计算效率。采用基于Rice-Tracey模型的裂纹萌生准则和钢材混合强化模型对厚壁箱形钢桥墩的超低周疲劳裂纹萌生寿命进行预测,并使用一种基于极限断裂位移的裂纹扩展准则对超低周疲劳裂纹的扩展过程进行模拟。通过与既有试验结果的对比,验证所采用的裂纹萌生准则预测裂纹萌生寿命的准确性,以及所采用的裂纹扩展准则预测厚壁箱形钢桥墩裂纹扩展过程的准确性。对影响厚壁箱形钢桥墩疲劳裂纹萌生寿命、裂纹扩展规律的因素(即翼缘正则化宽厚比、正则化长细比、加载方式)进行参数化分析,研究厚壁箱形钢桥墩在不同结构参数条件下的破坏模式。将裂纹萌生寿命与超低周疲劳破坏寿命的差值定义为钢桥墩超低周疲劳剩余寿命,分析不同结构参数条件对钢桥墩超低周疲劳剩余寿命的影响。由于裂纹萌生寿命的模拟结果与试验结果较吻合,因此基于Rice-Tracey模型的裂纹萌生准则和钢材混合强化模型能准确预测厚壁箱形钢桥墩的裂纹萌生寿命。裂纹扩展长度的模拟结果与试验结果也吻合良好,因此基于极限断裂位移的裂纹扩展准则能准确预测厚壁箱形钢桥墩超低周疲劳裂纹的扩展过程。在验证有限元分析方法准确性的基础上,通过比较超低周疲劳破坏点与局部屈曲破坏点发生的时刻以及基于裂纹扩展长度的参数化分析结果,提出了不同结构参数条件下的三种破坏模式,分别为超低周疲劳破坏模式、局部屈曲破坏模式与混合破坏模式。结果表明:超低周疲劳破坏发生� 展开更多

关键词 钢桥墩 裂纹萌生准则 裂纹扩展准则 参数化分析 破坏模式 超低固疲劳剩余寿命

原文传递

16MnR钢裂纹体空穴扩张的有限元分析 被引量：1

10

作者 朱汉兴 李光霞 李长春 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1991年第6期9-13,共5页

本文采用弹塑性有限元方法,对16MnR钢的三点弯曲试件进行了应力应变分析,发现空穴扩张比V_G在裂尖前方存在一极大值,且V_G值随COD单调增加,文中指出,对高韧性材料,当裂尖前方V_G～y曲线的极大值达到某一临界值时,可作为主裂纹向前扩展... 本文采用弹塑性有限元方法,对16MnR钢的三点弯曲试件进行了应力应变分析,发现空穴扩张比V_G在裂尖前方存在一极大值,且V_G值随COD单调增加,文中指出,对高韧性材料,当裂尖前方V_G～y曲线的极大值达到某一临界值时,可作为主裂纹向前扩展的判据. 展开更多

关键词 空穴扩张 裂纹 韧性 断裂 16MNR钢

下载PDF 职称材料

扩展准则对混凝土裂缝黏聚区特性的影响

11

作者 卿龙邦 郝冰娟 赵欣 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2015年第1期69-72,共4页

以无限大平板中心拉伸裂缝模型为例,分别基于强度准则和韧度准则,利用级数展开法获得了断裂过程区特性。结果表明,不同裂缝扩展准则对黏聚区长度、裂缝张开位移及黏聚力分布均具有一定的影响。相比强度准则,采用韧度准则的临界黏聚区长... 以无限大平板中心拉伸裂缝模型为例,分别基于强度准则和韧度准则,利用级数展开法获得了断裂过程区特性。结果表明,不同裂缝扩展准则对黏聚区长度、裂缝张开位移及黏聚力分布均具有一定的影响。相比强度准则,采用韧度准则的临界黏聚区长度有所减小。临界黏聚区长度及裂缝张开位移均随韧度增大而逐渐减小,黏聚力随韧度增大而逐渐增大。 展开更多

关键词 混凝土 裂缝 黏聚区 扩展准则

下载PDF 职称材料

不同扩展准则下混凝土断裂全过程分析

12

作者 王强 董伟 +1 位作者 吴智敏 费晓东 《低温建筑技术》 2014年第9期1-4,共4页

分别采用基于双K断裂模型和虚拟裂缝模型的裂缝扩展准则,计算了混凝土三点弯曲梁试件的荷载-裂缝口张开位移曲线(P-CMOD曲线),并与试验结果进行了对比,结果表明:基于两种模型的裂缝扩展准则的计算结果与试验结果差别不大,但采用基于双K... 分别采用基于双K断裂模型和虚拟裂缝模型的裂缝扩展准则,计算了混凝土三点弯曲梁试件的荷载-裂缝口张开位移曲线(P-CMOD曲线),并与试验结果进行了对比,结果表明:基于两种模型的裂缝扩展准则的计算结果与试验结果差别不大,但采用基于双K断裂模型的裂缝扩展准则计算的结果与试验结果更为接近。 展开更多

关键词 混凝土 裂缝扩展准则 P-CMOD曲线 起裂韧度

下载PDF 职称材料

界面断裂韧性的实验研究 被引量：6

13

作者 蔡昊 嵇醒 沈碧霞 《上海力学》 CSCD 1997年第3期241-247,共7页

本文以铝材与浇注的环氧树脂之间的界面裂纹为研究对象,用三点弯曲和四点弯曲的试验方法,并结合有限元法的数值分析,对双材料界面裂纹的扩展判据,即裂纹扩展的临界能量释放率G_c与相位角ψ的关系曲线,进行了初步验证。结果表明这一判据... 本文以铝材与浇注的环氧树脂之间的界面裂纹为研究对象,用三点弯曲和四点弯曲的试验方法,并结合有限元法的数值分析,对双材料界面裂纹的扩展判据,即裂纹扩展的临界能量释放率G_c与相位角ψ的关系曲线,进行了初步验证。结果表明这一判据基本上是可取的。但是,应该注意界面裂纹的韧性与多种因素有关,实际应用G_c～ψ曲线时,必须严格区分不同因素。 展开更多

关键词 断裂韧性 三点弯曲试验 界面 裂纹扩展判据

下载PDF 职称材料

三维斜置半圆形表面裂纹扩展数值模拟 被引量：3

14

作者 张敦福 李术才 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期129-135,共7页

以裂纹前沿局部坐标中主法平面内的最大周向拉应力作为控制参数,对第一主应力拉应力裂纹扩展准则进行了补充和修正.修正后的拉应力裂纹扩展准则称为最大周向拉应力裂纹扩展准则.它不仅可以有效地确定裂纹扩展方位、扩展方向和扩展条件,... 以裂纹前沿局部坐标中主法平面内的最大周向拉应力作为控制参数,对第一主应力拉应力裂纹扩展准则进行了补充和修正.修正后的拉应力裂纹扩展准则称为最大周向拉应力裂纹扩展准则.它不仅可以有效地确定裂纹扩展方位、扩展方向和扩展条件,而且可以有效地确定裂纹扩展步长.根据修正的裂纹扩展准则,给出了三维裂纹曲面的数学描述方式,可以有效地模拟扩展曲面的弯折和扭曲. 展开更多

关键词 三维裂纹扩展 三维裂纹扩展准则 主法平面 无网格GALERKIN方法 数值模拟

下载PDF 职称材料