检索结果-内蒙古大学图书馆

科技资讯 2024年第23期22卷 159-161页

作者：孙佳人刘宗超吕潮广州铁路职业技术学院广州地铁集团有限公司广东广州511000

一种新的方法被提出,用于预测在横向均匀荷载作用下开洞砌体墙板的开裂模式。此方法基于有限元构型细胞自动机技术,首先,对面外横向均布荷载工况下开洞砌体墙板进行简单的有限元模拟,将输出的位移值归一化来构建墙板细胞自动机数字模式... 详细信息

一种新的方法被提出,用于预测在横向均匀荷载作用下开洞砌体墙板的开裂模式。此方法基于有限元构型细胞自动机技术,首先,对面外横向均布荷载工况下开洞砌体墙板进行简单的有限元模拟,将输出的位移值归一化来构建墙板细胞自动机数字模式;其次,提出了最大相关系数法,来匹配已知开裂模式的基础墙板与开裂模式待预测墙板的类似区域;最后,将基础墙板开裂区域匹配到新墙板的类似区域,绘出待预测墙板的开裂模式。通过算例比较,新的有限元构型细胞自动机方法具有抗局部干扰、高精度等优点。

关键词：细胞自动机开洞墙板位移状态值开裂模式匹配准则

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基于开裂模式的刚柔复合型铺装工作性能研究

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中文科技期刊数据库(全文版)工程技术 2018年第10期 00108-00110页

作者：孙呈齐江苏泰州大桥有限公司江苏泰州 225300

刚柔复合型钢桥面铺装即“下层浇注+上层环氧铺装”结构,其受力特性不同于传统刚性和柔性铺装,铺装材料力学性能温度敏感性高,尤其是高温条件下,下层浇注式强度显著降低,上层环氧更单独受力,易产生开裂等问题。因此,本文基于力学分析软... 详细信息

刚柔复合型钢桥面铺装即“下层浇注+上层环氧铺装”结构,其受力特性不同于传统刚性和柔性铺装,铺装材料力学性能温度敏感性高,尤其是高温条件下,下层浇注式强度显著降低,上层环氧更单独受力,易产生开裂等问题。因此,本文基于力学分析软件对刚柔复合型铺装开裂进行模拟分析,并依据室内试验,对铺装裂缝发展模式及带缝状况下的工作性能进行分析评价。研究结果表明:刚柔复合型铺装在弯曲应变达到40000με时,由上层环氧开始产生裂缝,最后发展到防水粘结层表面,防水粘结层与钢板协同变形,具有良好的抗裂、防水性能;铺装开裂后,铺装应力状况将成倍增长,裂缝周围铺装出现应力集中现象;且铺装整体性受破坏,工作性能显著衰减,60℃动稳定度降至3405次/mm,仅为未开裂状态下的15.7%。可见开裂后,刚柔复合型铺装整体结构强度将显著下降。

关键词：钢桥面铺装刚柔复合型开裂模式工作性能力学模拟试验研究

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广布损伤开裂模式试验

广布损伤开裂模式试验

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第十五届全国疲劳与断裂学术会议

作者：王娟刘马宝王森西安交通大学

飞机蒙皮等多细节结构由于各细节应力水平相差不是很大,在疲劳载荷作用下容易在各细节同时出现多条裂纹,形成广布损伤(MSD)。与以往所关注的局部单裂纹相比,广布损伤会产生更为严重的破坏效应。

关键词： MSD 疲劳开裂模式

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含不同孔洞类岩石材料的动力响应机制研究

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岩土力学 2024年第S1期45卷 654-664页

作者：任富强谷金泽孙博常远辽宁科技大学土木工程学院辽宁鞍山114000 辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山114000

为揭示动载作用下深埋巷道的横截面形状效应,制备了含5种不同孔洞形状(矩形(R)、圆形(C)、直墙拱形(S)、纵、横椭圆形(E_(∥)、E_(⊥)))的水泥砂浆类岩石材料试样,利用落锤冲击试验系统地开展了试样动力响应特征研究。从应变时程曲线、... 详细信息

为揭示动载作用下深埋巷道的横截面形状效应,制备了含5种不同孔洞形状(矩形(R)、圆形(C)、直墙拱形(S)、纵、横椭圆形(E_(∥)、E_(⊥)))的水泥砂浆类岩石材料试样,利用落锤冲击试验系统地开展了试样动力响应特征研究。从应变时程曲线、洞周裂纹扩展过程、破坏模式3方面讨论了孔洞形状的影响,并结合PFC2D对试样的动态抗压强度、细观开裂机制进行了分析。结果表明:相同的冲击荷载作用下,纵椭圆试样的极限应变最大。孔洞顶板宏观裂纹的起裂位置位于中部;矩形和直墙拱形孔洞试样底板处裂纹更易从角点位置向下扩展,而其他孔洞形状的试样则从底板中部向下扩展贯通。矩形、直墙拱形和横椭圆形孔洞试样的顶板以张剪复合破坏为主,而圆形和纵椭圆形试样顶板的张拉破坏更显著。纵椭圆、直墙拱、圆形、矩形、横椭圆试样的动态抗压强度依次降低,故纵椭圆形试样的抗冲击效果最好。冲击荷载作用初期,拉应力主要集中于孔洞顶板处,集中区域大小与孔洞上边界的横向跨度正相关;试样临近峰值应力时,拉应力由顶板向两侧扩散至整个试样。峰后纵椭圆和圆形孔洞试样的回弹模量与弹性模量基本一致,塑性变形较小,而其他孔洞试样具有较高的残余应变。

关键词：孔洞形状落锤冲击开裂模式动力特性细观机制

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基于总应变裂缝本构模型的混凝土构件开裂破坏全过程研究

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建筑结构学报 2023年第7期44卷 216-224页

作者：随意程晓辉赵作周清华大学土木工程系北京100084 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

总应变裂缝模型作为国际结构混凝土协会混凝土模式规范中推荐的混凝土本构关系,可以较准确地模拟混凝土开裂破坏全过程中的力学行为及裂缝分布。基于该模型分析了约束效应和横向开裂效应对混凝土受力性能的影响。为对该模型进行验证校核... 详细信息

总应变裂缝模型作为国际结构混凝土协会混凝土模式规范中推荐的混凝土本构关系,可以较准确地模拟混凝土开裂破坏全过程中的力学行为及裂缝分布。基于该模型分析了约束效应和横向开裂效应对混凝土受力性能的影响。为对该模型进行验证校核,进行了两根大尺寸钢筋混凝土梁的三点与四点加载试验。针对该试验及已有研究中箍筋约束混凝土柱的受压试验,进行了基于总应变旋转裂缝模型的有限元模拟。模拟所得荷载-位移、荷载-应变曲线以及开裂模式与试验结果的误差基本在15%以内。在此基础上,预测了箍筋约束混凝土轴压及大偏心受压下的承载力,所得结果与经验回归模型所得压弯破坏包络线相一致。

关键词：箍筋约束混凝土总应变裂缝本构模型开裂模式受力性能

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复杂层状岩基上重力坝极限抗震能力评估方法初探

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天津大学学报 2013年第3期46卷 202-210页

作者：张社荣王超孙博王高辉天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

针对复杂层状岩基上典型工程的特点,从结构系统功能的潜在失效模式出发,利用数值仿真分析方法,结合基于功能的地震破坏等级评价模型、基于断裂力学的坝体开裂行为分析模型和基于变形体突变的系统极限承载力分析评价模型,建议从坝体混凝... 详细信息

针对复杂层状岩基上典型工程的特点,从结构系统功能的潜在失效模式出发,利用数值仿真分析方法,结合基于功能的地震破坏等级评价模型、基于断裂力学的坝体开裂行为分析模型和基于变形体突变的系统极限承载力分析评价模型,建议从坝体混凝土损伤破坏等级、开裂破坏模式、坝基岩体极限承载能力和系统稳定性突变等方面综合评价大型重力坝的极限抗震能力.实例分析结果表明,阿海重力坝溢流坝段极限抗震能力为0.550g～0.600g.基于数值试验的极限抗震能力综合评估方法,可以全面考虑各种关键性能对极限抗震能力的影响,避免了单一收敛性或系统突变评价准则的缺陷,在一定程度上弥补了振动台模型试验的不足.

关键词：重力坝极限抗震能力开裂模式层状岩基阿海重力坝

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基于钢筋加速非均匀锈蚀的混凝土保护层胀裂预测

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2023年第4期55卷 598-606页

作者：董征付传清陆晨涛李思瑶周建波浙江工业大学土木工程学院浙江杭州

自然侵蚀条件下混凝土中钢筋的腐蚀形态为非均匀锈蚀.通过有限元模拟通电加速非均匀锈蚀试验,得到钢筋表面的电流密度分布,进而推导了锈蚀过程中钢筋锈层厚度非均匀分布及其对应的钢筋表面径向位移表达式.基于锈蚀产物的非均匀锈胀位移... 详细信息

自然侵蚀条件下混凝土中钢筋的腐蚀形态为非均匀锈蚀.通过有限元模拟通电加速非均匀锈蚀试验,得到钢筋表面的电流密度分布,进而推导了锈蚀过程中钢筋锈层厚度非均匀分布及其对应的钢筋表面径向位移表达式.基于锈蚀产物的非均匀锈胀位移,建立混凝土保护层胀裂模型并通过锈蚀试验验证了模型准确性.基于保护层胀裂模型,探明了锈蚀方法(均匀或非均匀锈蚀)、钢筋位置、钢筋直径和保护层厚度等关键参数对混凝土胀裂全过程的应变场以及开裂模式的影响规律.结果表明:混凝土开裂前应变场的分布规律与开裂后裂缝的位置和发展规律具有一定相关性;均匀与非均匀锈蚀条件下,混凝土应变场分布和开裂模式存在显著差异;非均匀锈蚀下,钢筋位于角部位置、钢筋直径增大、保护层厚度减小均对裂缝的发展有加剧作用.

关键词：钢筋混凝土非均匀锈蚀锈胀开裂开裂模式

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砌块墙体开裂过程数值模型及模拟分析

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防灾减灾工程学报 2013年第S1期33卷 78-82页

作者：孙雷崔兆彦王少杰刘福胜山东农业大学水利土木工程学院山东泰安271018 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096

选取剪压复合状态下的砌块墙体为研究对象,基于损伤力学与断裂力学理论,采用简化的分离式建模方法和可考虑组合块材之间接触界面粘结强度、损伤演化与摩擦滑移的内聚力界面模型,对砌块墙体开裂全过程进行数值模拟。讨论了3种迭代算法,... 详细信息

选取剪压复合状态下的砌块墙体为研究对象,基于损伤力学与断裂力学理论,采用简化的分离式建模方法和可考虑组合块材之间接触界面粘结强度、损伤演化与摩擦滑移的内聚力界面模型,对砌块墙体开裂全过程进行数值模拟。讨论了3种迭代算法,对影响抗剪性能与开裂模式的主要因素,包括顶部竖向荷载、墙体高宽比等进行了探讨,并与汶川地震建筑震害进行了对比分析。研究结果表明:数值模拟位移场较好地反映了顶部竖向荷载、高宽比对开裂荷载与开裂模式的影响;数值模拟方法可较为精确地反映裂缝的萌生、扩展、贯通整片墙体的全过程,模拟结果与汶川地震建筑震害吻合较好。本文研究方法及结论对于准确模拟砌块墙体开裂的非线性过程、结构可靠性分析具有借鉴意义。

关键词：内聚力界面模型接触非线性开裂模式数值模拟

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基于CA/NN和QE对横向荷载作用的砌体墙板工作性能的模拟

基于CA/NN和QE对横向荷载作用的砌体墙板工作性能的模拟

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作者： Iuliia Glushakova 哈尔滨工业大学

学位级别：博士

砌体是工程中应用最广泛的材料之一。由于其复杂的工作行为具有很大的变异性,现有的分析方法难以准确实现对砌体结构的预测。因此,改进分析方法或者开发准确预测工作性能的创新技术,是非常必要的。本文提出一系列创新的预测方法,应用细... 详细信息

砌体是工程中应用最广泛的材料之一。由于其复杂的工作行为具有很大的变异性,现有的分析方法难以准确实现对砌体结构的预测。因此,改进分析方法或者开发准确预测工作性能的创新技术,是非常必要的。本文提出一系列创新的预测方法,应用细胞自动机(CA)、神经网络(NNs)和量子纠缠(QE)原理,模拟预测砌体墙板开裂模式和破坏荷载。建立细胞自动机模型预测横向荷载作用下的砌体墙板开裂模式,分别采用级数和指数两种方法计算细胞状态值,和两个匹配准则来匹配单元状态值。对比分析两种匹配准则,发现输入数据的顺序和墙板的对称性,是影响预测结果精度主要因素。因此,为了减小对称性的影响,定义位置参数;并提出一种新的基于边界力的不同的状态值计算方法。建立神经网络模型砌体墙板的破坏荷载,考虑墙板的位置信息,并定义开洞比系数,作为神经网络模型的输入数据,从而实现较准确预测带开洞墙板的承载力。将深度学习神经网络和细胞自动机技术相结合,对不同尺寸墙板的开裂模式进行预测。利用两种神经网络模型,测试墙板的实验数据,以发现隐含的联系。第一种利用摩尔邻居模型计算细胞状态值,提出了表征开裂区域发展的关键参数。第二种基于冯·诺依曼邻居模型的神经网络模型,通过传递函数表达墙板的四类边界到所有区域(单元)的影响。然后,对建立的神经网络模型进行大量的实验数据和个别参数的训练。两种神经网络模式都能改进预测的准确性。本文将神经网络和细胞自动机方法相结合,提出两种方法,分别针对实心板和带开洞板,进行破坏荷载的预测研究。第一种,神经网络利用墙板的长度、高度、厚度和开洞比和摩尔状态值,预测每个单元的荷载值,构建单元荷载的初步模式。在此基础上,利用判断裂纹区域和破坏荷载的准则,推导出预测的破坏荷载。第二种,建立新的细胞自动机模型,根据洞口的中心位置。在这个模型中,墙板被分成9个单元。增加这9个细胞的信息后,利用神经网络对失效载荷进行预测。这两种方法都能准确预测破坏荷载,在训练神经网络过程中,第二种方法更快。利用量子纠缠原理,建立砌体墙板的开裂模式和破坏荷载的预测模型。准量化技术也用于开裂模式的建模、传输效果与匹配准则。准量化模型能揭示单元之间的纠缠程度,可以限制基础板的选择,以准确预测开裂模式。通过提出的准量化公式,可以用来预测墙体板的破坏荷载。对于不同高度,长度和厚度的基础板和待预测板,分析计算其纠缠程度。本文取得的研究成果有助于结构分析理论。所提出的细胞自动机、神经网络和量子纠缠模型,能准确预测砌体墙板的工作行为,可为设计方法的改进提供参考,并提高工程效益。

关键词：砌体墙板开裂模式破坏荷载细胞自动机神经网络量子纠缠

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取向对轧制AZ31B镁合金低周疲劳变形行为的影响机理

取向对轧制AZ31B镁合金低周疲劳变形行为的影响机理

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作者：石荣重庆大学

学位级别：博士

镁（Mg）合金是最轻的金属结构工程材料,在航空航天、汽车工业等领域被广泛应用。由于Mg密排六方结构的低对称性,其变形模式和力学行为具有显著的各向异性,与立方金属有着本质上的区别。因此,深入理解镁合金取向对疲劳变形机制和组织演... 详细信息

镁（Mg）合金是最轻的金属结构工程材料,在航空航天、汽车工业等领域被广泛应用。由于Mg密排六方结构的低对称性,其变形模式和力学行为具有显著的各向异性,与立方金属有着本质上的区别。因此,深入理解镁合金取向对疲劳变形机制和组织演变过程的影响规律和作用机制,对于通过调控组织提升镁合金疲劳性能有着重要的理论和工程意义。本研究选用AZ31B合金轧制板材为研究对象,采用准原位电子背散射衍射（quasi-in-situ EBSD）、准原位扫描电镜（quasi-in-situ SEM）等测试技术,结合滑移迹线分析、取向旋转分析手段对ND（normal direction）、N45RD和RD（rolling direction）样品（样品轴向分别与ND呈0?、45?、90?）的低周疲劳变形微观结构和疲劳裂纹进行了表征,系统研究了不同应变幅和加载路径下取向对AZ31B合金在循环变形过程中变形模式演变、开裂模式及循环力学行为的影响规律及作用机制。对于拉压疲劳,高应变水平下(（35）ε/2=1%),取向对拉压疲劳时循环变形模式演变、开裂模式及力学行为有显著影响。对于不同取向样品,循环过程中的变形模式及其激活序列,从滞回曲线的上半圈至下半圈可概括为:（ⅰ）ND样品:基面滑移+拉伸孪生→退孪生+基面滑移;（ⅱ）N45RD样品:基面滑移→基面滑移;（ⅲ）RD样品:退孪生+基面滑移→拉伸孪生+基面滑移。位错基面滑移的大量激活导致三个样品中疲劳破坏均以沿晶开裂为主、驻留滑移带（PSBs）穿晶开裂次之。而RD样品中孪生-退孪生的高活性使拉伸孪晶（TTW）致开裂比例较高。不同取向样品不同的变形模式激活序列导致了其力学行为的显著差异。ND和RD样品上下半圈变形模式的明显不同导致其应力-应变响应及循环硬化曲线呈现不对称性,N45RD样品则呈对称性。此外,N45RD样品具有最长的疲劳寿命。低应变水平下(（35）ε/2=0.3%),对于不同取向样品,主导变形机制均为基面滑移,这也导致它们的失效模式均以PSB开裂为主、沿晶开裂次之。三个不同取向样品的应力-应变响应及循环硬化均未呈现明显的不对称性,且疲劳寿命相近。对于扭转疲劳,高应变水平下(（35）γ/2=1.73%),对于三个不同取向样品,第一周期从上半圈到下半圈的变形模式激活序列均为:基面滑移+拉伸孪生→基面滑移+退孪生+拉伸孪生,在之后的循环变形过程中保持下半圈的变形模式。虽然样品中均有孪生-退孪生参与疲劳变形（其中ND样品孪生-退孪生的活性较高）,但位错基面滑移仍是主导变形机制。不同取向样品的疲劳失效均以沿晶开裂和PSB开裂为主。与高应变拉压疲劳不同,不同取向样品上下半圈相似的变形模式使其扭转疲劳滞回曲线均未出现明显的不对称性,但是ND样品具有最长的疲劳寿命。在低应变水平时(（35）γ/2=0.52%),不同取向样品的疲劳变形均由基面滑移主导,疲劳失效以PSB开裂和沿晶开裂为主,且疲劳寿命相近。取向对变形模式的影响是基于其对激活应力的改变,尤其在高应变水平下。根据Schmid法则可知,对于拉压疲劳,N45RD样品的基面滑移激活应力最低,因此,其基面滑移活性最高。高基面滑移活性是其应变能密度低、疲劳寿命高的主要原因。ND和RD样品的孪生激活应力较低,因此,孪生-退孪生对这两个方向加载时的疲劳变形贡献较大。此外,RD样品的柱面滑移激活应力较低,但并未观察到柱面滑移激活,主要是由基极的扩展有利于基面滑移所致;对于扭转疲劳,ND样品的基面滑移激活应力最低,其基面滑移活性相应最高。高基面滑移活性也是其应变能密度低、疲劳寿命高的主要原因。RD样品的柱面滑移激活应力较低,因此观察到少量柱面滑移迹线。不同取向样品中均有部分晶粒有利于孪生和退孪生,因此在疲劳过程中均展现了以基面滑移为主,孪生+退孪生参与的变形模式。疲劳开裂受到了变形模式的影响。对于拉压疲劳而言,作为主要的开裂模式,不同取向样品的沿晶开裂均由相邻两个晶粒的基面滑移SF和几何协调因子（8）′)两个因素共同决定。SF值较高、8)′值较低的晶粒对更容易发生沿晶开裂。PSB开裂则倾向于在具有软取向的晶粒内出现。对于扭转疲劳而言,沿晶开裂仍然是主要的开裂模式,且同样由相邻两个晶粒SF值和8)′值两个因素共同决定。ND样品中SF值较高、8)′值较低的晶粒对之间的晶界更容易发生沿晶开裂。然而,N45RD和RD样品则不同,SF值较低的晶粒对更容易发生沿晶开裂。加载路径对变形模式和疲劳性能有显著影响。高应变水平下,拉压加载时拉伸孪生对取向的高敏感度是取向对变形模式影响显著的根本原因,即只有当c轴与载荷方向的夹角（?）范围为?<26.5°（受拉伸）或?≥75.5°（受压缩）时拉伸孪生被激活;而扭转载荷下,孪生对取向的低敏感度是取向对变形模式影响较小的主要原因,即孪生能够在更大的角度范围（1

关键词： AZ31B合金取向循环应力-应变响应变形模式演变开裂模式

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