RPC材料的塑性损伤本构模型参数识别及有限元验证

论文摘要

RPC材料及其结构的失效破坏是以裂纹生成、扩展、及沿裂纹面的摩擦滑动为特征的。塑性损伤力学是求解这一类问题的有效方法。标量损伤与塑性耦合的模型可以反映RPC刚度软化的非弹性行为的主要特性。本文根据PRC材料的单轴及双轴力学试验数据,对RPC塑性损伤本构的模型参数和材料参数进行了参数识别。在商用有限元程序ABAQUS中,基于混凝土塑性损伤本构模型及识别出的参数,对RPC试件在单轴受拉、单轴受压及双轴受压下的力学性能进行数值模拟,并与试验数据进行对比,验证了所识别出的模型参数和材料参数的合理性。主要研究内容如下:1.依据RPC混凝土的单轴受拉、单轴受压及双轴受压室内试验结果,并在一定范围内进行假定,识别出RPC混凝土的塑性损伤本构模型的模型参数;2.通过对RPC损伤试验结果分析整理,提出RPC混凝土损伤因子与归一化非弹性应变存在一阶指数衰减关系;3.通过假定损伤因子与应力比的关系,将已有损伤试验材料参数识别的结果推广到不同配合比的RPC材料中;4.在ABAQUS中,基于混凝土塑性损伤本构模型及识别出的参数,对RPC混凝土单轴受拉试验、单轴受压试验及双轴受压试验进行数值模拟,验证了所识别出的模型参数及材料参数的合理性。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 RPC的研究现状及存在的问题
• 1.2.1 RPC主要性能
• 1.2.2 RPC的发展及应用前景
• 1.2.3 国内外应用情况
• 1.2.4 RPC研究中存在的问题
• 1.3 损伤力学的适用性
• 1.4 研究内容及思路
• 第二章 混凝土塑性损伤本构模型
• 2.1 有效应力不变量的引入
• 2.1.1 应变等价原理
• 2.1.2 连续度及损伤因子概念
• 2.1.3 有效应力不变量
• 2.2 非联合塑性流动
• 2.3 屈服函数
• 2.4 粘塑性正法则
• 2.5 本章小结
• 第三章 RPC材料参数的确定
• 3.1 考虑损伤影响的混凝土力学性能
• 3.1.1 单轴拉压应力行为
• 3.1.2 单轴循环应力行为
• 3.1.3 多轴应力行为
• 3.2 单轴受压压碎应变
• 3.3 单轴受拉开裂应变
• 3.4 基于试验的材料参数
• 3.5 本章小结
• 第四章 RPC塑性损伤本构模型参数识别
• 4.1 试验数据
• 4.2 本构模型参数的识别
• 4.2.1 基本参数
• 4.2.2 识别过程
• 4.3 本章小结
• 第五章 RPC本构试验的数值模拟
• 5.1 单轴受压试验的模拟
• 5.2 单轴受拉试验的模拟
• 5.3 双轴受压试验的模拟
• 5.3.1 有限元模型的建立
• 5.3.2 数值模拟的结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集