在动态拉伸负荷下对混凝土的离散元素建模
Ahmad Omar1,2, Laurent Daudeville2
1Faculty of Engineering, Lebanese University, Beirut P.O. Box 6573/14, Lebanon.
这项研究开发了一个离散元素模型来模拟混凝土在极端负载下的动态反应. 该模型准确地预测了高应变率事件期间的具体行为,这对于弹性基础设施设计至关重要.
科学领域:
- 结构工程 结构工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算力学 计算力学 计算力学
背景情况:
- 混凝土对于关键基础设施至关重要,需要了解其在极端动态负载下的行为.
- 在动态拉伸负荷下混凝土的高延展率敏感性对结构安全至关重要.
- 现有的连续模型在捕捉凝聚性材料中的断裂机制方面存在局限性.
研究的目的:
- 开发和验证一个宏观的3D离散元素模型来模拟在极端负荷下混凝土的动态反应.
- 将物理上有基础的应变速率依赖性纳入元素间相互作用的局部凝聚性规律.
- 评估模型在高张力率下预测混凝土故障特征的能力.
主要方法:
- 开发一个宏观的3D离散元素模型.
- 将应变率依赖性纳入地方凝聚性法律.
- 在准静态负载下进行校准,并通过模拟30-115s-1.1的延展率的分离试验进行验证.
主要成果:
- 离散元件模型准确地复制了实验结果,包括后面的速度配置文件.
- 模拟有效地捕获了在动态拉伸负荷下正常强度混凝土的故障特征.
- 之前已经建立了高限制压下的模型验证.
结论:
- 离散元素方法,与拟议的紧张率依赖的凝聚性规律,是模拟在极端动态负载下混凝土的有效工具.
- 这种经过验证的模型增强了结构评估和关键基础设施弹性设计的预测能力.
- 这项研究加强了离散元素建模的实用性,以了解工程应用中的复杂材料行为.
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