协同无网格方法分析钢筋混凝土的动态开裂

来源 :第十七届全国疲劳与断裂学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hualanfengyi
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  钢筋混凝土结构动态开裂过程的数值分析和仿真模拟,是一个具有挑战性的难点,虽然无网格方法优化了有限元的裂缝处理,在混凝土断裂分析领域有了很大的改进,但对裂缝边界和积分节点的设置较为随意。在分析混凝土动态开裂时,若引入哈肯的协同理论,利用无网格进行节点布置和边界设置,利用推导出的参量和序参量,进行影响域的设定和裂缝边界的设置,按参量变动确定高斯积分点的影响半径,合理调整宏观裂缝的节点分布,就能有效的增加裂缝节点和裂缝边界进行模拟,这种分析混凝土动态开裂的方法简称为协同无网格方法。混凝土最重要特征是它的抗拉强度很低,拉伸应力是主要的,在很多情况下混凝土结构是带缝工作的,而且裂缝是任意的,但其大小的发展相对于它自己的速度和方向。协同无网格方法分析钢筋混凝土的开裂时,选取断裂区各个方向的拉应力为参量,拉应力在各个时段持续变化,形成断裂条纹时的参量可以确定为序参量。协同无网格利用序参量来确定节点的相互作用和裂缝尖端动态节点的拟合,获取相对节点的位置和任意取向的模拟界面。裂缝引起应力和位移的突变,是混凝土强非线性的重要体现,利用协同无网格方法分析混凝土结构的开裂因素,能够对裂缝的处理更为适当,从而能够合理的模拟钢筋混凝土的动态开裂。通过算例表明,利用协同无网格方法,在裂纹增大时能够处理开裂方向的随意性,比较准确的分析动态裂缝的产生、扩展以及裂缝宽度变化,可以得到比传统有限元及伽辽金无网格方法更准确的结果。
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