作者:唐宇翔; 陈红鸟; 王青原; 黄兴震 期刊:《应用力学学报》 2019年第06期
基于扩展有限元法(XFEM),对混凝土三点弯曲梁的开裂过程进行数值模拟,获得加载全过程的荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线以及裂缝扩展过程;对比数值模拟和试验获得的P-CMOD曲线发现,二者比较吻合,验证了数值模型的可靠性;通过XFEM和电子散斑干涉技术获得整个加载过程的断裂过程区(FPZ)长度,二者吻合程度较高,表明XFEM可用于预测FPZ长度;基于XFEM分析了初始缝高比对混凝土断裂参数的影响。结果表明:FPZ长度随着裂缝的扩展而增加,当F...
作者:王洪森; 戚承志; 朱华挺; 李庆垒 期刊:《北京建筑大学学报》 2017年第03期
基于岩石类准脆性材料的力学特性和动态裂纹尖端的应力场解析解,利用摩尔强度准则计算出了裂纹尖端断裂过程区的形状及尺寸,确定了岩石类材料动态裂纹尖端的断裂过程区面积和裂纹扩展速度之间的关系.进而利用尺寸效应公式,推导出了岩石的起裂韧度和加载率之间的关系.结果表明,岩石类材料裂纹尖端的断裂过程区的面积随着裂纹的扩展速度的提高而增大,从而推导出岩石的起裂韧度随着加载率的增大而提高.计算的岩石的起裂韧度对于加载率...
作者:刘海成; 吴智敏; 宋玉普 期刊:《水力发电学报》 2004年第05期
混凝土宏观裂缝失稳扩展前,裂缝前缘存在较大范围的损伤区,使得线弹性断裂判据失效.本文采用虚拟裂缝模型和连续损伤力学方法,计算了断裂过程区的长度和损伤度.根据碾压混凝土拱坝诱导缝构造特点,分别将诱导缝简化为穿透形裂缝和椭圆形裂缝,应用双K断裂准则,计算了诱导缝起始扩展和失稳扩展时的等效损伤度和等效应变,建立了碾压混凝土拱坝诱导缝的损伤开裂准则.
作者:李霞; 王利民; 徐世烺; 薛辉庭 期刊:《青岛理工大学学报》 2019年第04期
准脆性材料混凝土的断裂参数尺寸效应不仅与外观尺寸有关,也与材料细观结构相关.完全张开裂纹前方的韧带阻裂区域内的介质相互作用,以虚拟裂纹上的黏聚应力表示.该虚拟裂纹张开位移与黏聚应力之间的关系,也可称为材料的非弹性软化本构关系.断裂过程失稳应力强度因子KⅠ的估计,直接关系着断裂力学在该类材料中的应用.首先讨论断裂过程区各种软化本构关系模型计算方法,以及与相关实验数据的对比.然后,提出一种利用材料极限应力、黏聚...
作者:童谷生; 鲁艳超; 涂远鑫 期刊:《混凝土》 2018年第09期
为了研究带预制裂缝的素混凝土梁在荷载作用下裂缝尖端微裂区扩展规律,采用三点弯曲梁试验方法借助于数字图像相关法观测混凝土的损伤、断裂过程。采用有限断裂力学模型和修正最大切应力准则分析不同缝高比及梁高对含裂缝的混凝土起裂荷载、极限荷载、断裂过程区及裂缝尖端名义应力的影响。试验结果与理论分析对比表明:两种理论模型预测的断裂过程区长度比较接近且与试验值有较好的相关性。
作者:张正健; 周林杰; 董荣业 期刊:《西南造纸》 2005年第05期
1 纸张的断裂韧性与断裂机理 断裂韧性是指材料抵抗预先存在于材料中的裂缝扩展的能力。当含有裂缝的材料受到应力作用时,发生应变、断裂,断裂集中在裂缝的端部.这个区域称为断裂过程区。消耗在断裂过程区单位面积上的功称为比断裂基功R,也就是材料的断裂韧性。
作者:张鹏; 胡小飞; 姚伟岸 期刊:《固体力学学报》 2017年第02期
内聚力模型已经被广泛应用于需要考虑断裂过程区的裂纹问题当中,然而常用的数值方法应用于分析内聚力模型裂纹问题时还存在着一些不足,比如不能准确地给出断裂过程区的长度、需要网格加密等.为了克服这些缺点,论文构造了一个新型的解析奇异单元,并将之应用于基于内聚力模型的裂纹分析当中.首先将虚拟裂纹表面处的内聚力用拉格拉日插值的方法近似表示为多项式形式,而多项式表示的内聚力所对应的特解可以被解析地给出.然后利...
作者:曹亮; 王向东 期刊:《河海大学学报·哲学社会科学版》 2007年第01期
混凝土裂缝前缘存在断裂过程区,以往研究混凝土断裂韧度KIC尺寸效应时未考虑断裂过程区的影响.为此,基于Weibull脆性破坏统计理论,在考虑混凝土裂缝亚临界扩展条件的基础上对三点弯曲试件混凝土KIC尺寸效应换算公式进行了修正,并通过一组试验数据得到了便于工程应用的KIC尺寸效应换算公式的近似表达式.
作者:赵艳华; 聂玉强; 徐世烺 期刊:《工程力学》 2007年第01期
从试件边界条件对断裂过程区的影响出发,研究了断裂特性在韧带上的分布特征,解释了根据断裂功原理测试得到的断裂能的尺寸效应现象。并以此为基础,通过引入局部断裂能的概念,推导出与尺寸无关的混凝土断裂能表达式。以不同韧带长度的楔入劈拉和三点弯曲梁试验进行了验证工作。结果表明,在试件的破坏状态,由于边界条件的限制,局部断裂能在韧带方向上的分布是不均匀的,从而引起测试断裂能的尺寸相关性。根据建立的模型计算得...
作者:黄杨 王启智 徐进 期刊:《工业建筑》 2008年第08期
用两种不同配合比的混凝土制作了几何相似的直裂缝矩形截面三点弯曲梁,在MTS815材料试验机上测试这两种混凝土的力学参数并记录了二点弯曲试件的荷载-加载点位移和荷载-裂缝端口张开位移的令过程曲线。用最大荷载和初始裂缝长度求得的断裂韧度KIC存在明显的尺寸效应,对此问题,用材料与结构研究实验所国际联合会(RILEM)推荐的方法分别得到两种混凝土材料的真实断裂韧度和有效断裂过程区长度,从而确定了混凝土断裂韧度的尺度...
作者:吴熙 范兴朗 吴智敏 期刊:《水利水电科技进展》 2014年第06期
为研究自密实轻骨料混凝土的断裂特性,引入以起裂断裂韧度为参数的裂缝扩展准则,采用数值方法分析了自密实轻骨料混凝土三点弯曲梁裂缝扩展的全过程,得到了不同缝高比的自密实轻骨料混凝土梁在三点荷载下的荷载裂缝口张开位移曲线,并根据裂缝扩展准则,计算了自密实轻骨料混凝土的断裂过程区长度和裂缝扩展阻力曲线。结果表明:试验和计算的荷载裂缝口张开位移曲线吻合良好,验证了裂缝扩展准则的正确性;试验断裂过程区长度随...
作者:卿龙邦 姜军 周明杰 王娟 吴礼华 期刊:《混凝土》 2016年第04期
基于细观数值模拟方法研究了混凝土裂缝尖端断裂过程区特性。采用多尺度方法对不同尺寸的三点弯曲梁试件进行建模,并利用非局部损伤模型模拟了断裂过程区的演变过程。结合现有试验对数值计算方法进行了验证。研究表明:基于数值模拟方法得到的荷载—裂缝口张开位移曲线与试验结果吻合较好。峰值荷载时刻对应的临界断裂过程区长度随着试件高度的增加而逐渐增加,临界损伤区域面积亦相应增加,临界断裂过程区长度与试件高度的比值随试...
作者:张兆欢 黄杨 王启智 期刊:《混凝土》 2008年第12期
用两种不同配合比的水泥砂浆分别制作了三组几何相似的矩形截面直裂缝三点弯曲梁。在MTS815材料试验机上进行试验,记录了试件的荷载-加载点位移(P-δ)和荷载-裂缝端口张开位移(P-ωCMOD)的全过程曲线。利用最大荷载和初始裂缝长度求得的线弹性断裂韧度存在明显的尺寸效应。为此,基于虚拟裂缝模型,认为裂缝端口张开位移是荷载、自重和黏聚力共同作用的结果,求解该位移公式得到断裂过程区长度值,用断裂过程区长度修正初始裂缝...
作者:马锠臣 冯乃谦 期刊:《硅酸盐学报》 2008年第A01期
采用三点弯曲加载梁试件测定了砂浆的柔度标定曲线和载荷-沿初始裂纹及其韧带直线方向若干点位移循环加载全曲线。结果表明:用柔度标定法所测定的不同初始裂纹相对长度下临界应力强度因子大于直接测定最大载荷所得相应值;当初始裂纹相对长度一定时,若有效裂纹相对长度或其增量增加,断裂过程区相对长度估算值随着增加;当断裂过程区相对长度估算值一定时初始裂纹相对长度增加,有效裂纹相对长度及其增量增加;若初始裂纹相对长...
作者:张秀芳 徐世娘 期刊:《工程力学》 2009年第02期
最近基于裂缝粘聚力提出了描述裂缝扩展全过程阻力变化的GR曲线,所发展的解析解相关于骨料桥联咬合作用造成的非线性断裂过程区的能量耗散,故与该区域材料使用的拉伸软化本构关系即应力-裂缝张开口位移软化曲线有密切联系。鉴于此,该文采用4种不同的软化曲线研究了软化曲线形状对裂缝扩展阻力GR的影响。结果发现,GR曲线对软化曲线敏感,GR曲线的合理性依赖于软化曲线的准确性。在使用准确软化曲线的前提下,GR曲线的特征点与软化曲线...
作者:胡若邻 黄培彦 郑顺潮 期刊:《工程力学》 2010年第06期
分别应用裂缝尖端应力场Westergaader解和Muskhelishvil解,推导了裂缝尖端微裂区轮廓线及特征尺寸的表达式;并根据幂指数描述的应变软化模型,给出了考虑应力松弛影响的断裂过程区(FPZ)总长及等效FPZ长度的解析表达式,探讨了三种脆性破坏强度准则及材料参数对FPZ尺寸的影响。分析结果表明:由莫尔强度准则及最大拉应变准则确定的FPZ轮廓均随拉压强度比和泊松比的减小而逐渐增大,并趋近于由最大拉应力准则确定的FPZ边界;由局部解得...
作者:卿龙邦 李庆斌 管俊峰 王娟 期刊:《工程力学》 2012年第09期
利用虚拟裂缝模型对混凝土断裂过程区进行了研究。以无限大板中心拉伸裂缝模型为例,将过程区裂缝张开位移采用多项式级数形式表示,求得了断裂过程区上的位移分布和粘聚力分布。进而分析了材料参数对断裂过程区上的位移、粘聚力、断裂过程区长度以及峰值外荷载的影响。结果表明:断裂过程区上的位移和粘聚力均为非线性分布。断裂过程区长度随骨料最大粒径增大而逐渐增大,随抗压强度增大而逐渐减小。峰值外荷载随骨料最大粒径和抗...
分析了线弹性断裂力学在模拟裂尖垂直穿越弹性界面行为时存在的理论缺陷;对理想化的层状弹性材料.采用内聚力模型研究了界面前方材料的内聚强度对裂尖穿越界面行为的影响;根据有限元计算结果.讨论了内聚力模型与线弹性断裂力学在模拟裂纹垂直于界面扩展时的差别.计算结果显示.界面前方材料的内聚强度大小对裂尖穿越界面行为有重要影响,是导致内聚力模型与线弹性断裂力学模型计算结果差异的关键因素.计算结果分析表明:研究...