基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用共3篇

基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用共3篇

基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用1

混凝土作为一种广泛应用于工程中的重要材料，在承受外力和环境作用下容易发生损伤。因此，混凝土的损伤行为研究已经成为一个热门的研究领域。其中，弹塑性损伤是混凝土损伤中较为复杂的一种。为了更好地研究混凝土弹塑性损伤本构模型，本文将介绍基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用。

1. 弹塑性本构模型概述

弹塑性本构模型是研究材料承受外力后弹性和塑性响应的数学模型。在混凝土中，弹性和塑性响应在不同阶段起到了不同的作用。弹性阶段通常是指材料在外力作用下的瞬时变形，而塑性阶段则指材料在外力作用下发生的几乎恒定的变形。因此，混凝土弹塑性损伤本构模型可以描述由于外力作用导致的混凝土弹性阶段和塑性阶段的响应，以及这些响应与混凝土发生损伤之间的关系。

2. 理想无损状态

混凝土在初始时存在一个理想无损状态，即没有受到任何外力或环境作用。在理想无损状态下，混凝土的本构特性可以被准确地描述，为进一步研究混凝土的弹塑性损伤本构模型提供了有力的基础。

3. 混凝土弹塑性损伤本构模型

混凝土弹塑性损伤本构模型主要分为两类：基于连续损伤理论的本构模型和基于分离损伤理论的本构模型。前者认为损伤是一个连续的过

程，而后者则是将损伤分为不同的阶段，每个阶段具有不同的损伤特征。

本文主要介绍基于连续损伤理论的混凝土弹塑性损伤本构模型。该模型将混凝土的本构响应视为弹性响应和塑性响应之和，并通过引入损伤变量来描述损伤发生的过程。具体而言，混凝土的应变张量可以表示为：

ε = εe + εp + εd

其中，εe表示混凝土的弹性应变，εp表示混凝土的塑性应变，εd 表示混凝土的损伤应变。根据连续损伤理论，损伤可以用损伤变量D 来描述，即：

D = 1 - (1 - εd/εf)n

其中，εf是混凝土的最大应变，n是连续损伤理论中的材料参数。假设混凝土在最大应变处完全破坏，则D=1。

通过上述公式，可以描述混凝土在受到外力作用时，从理想无损状态到最大损伤状态的完整过程。同时，由于连续损伤理论的引入，该本构模型可以更准确地描述混凝土的弹塑性响应和损伤过程，具有较高的适用性和准确性。

4. 应用

混凝土弹塑性损伤本构模型可以应用于各种混凝土结构的设计和仿真中。例如，它可以用于预测混凝土在地震、爆炸、碰撞等自然灾害或事故中的响应。此外，它还可以用于预测混凝土材料在长时间的环境作用下的性能变化，如混凝土的老化、变质等。

总之，基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型是一个重要的

研究领域，通过对其进行深入研究和应用，可以为混凝土结构的可靠

性设计和工程实践提供重要的支持。

基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用2

混凝土是一种常见的建筑材料，具有复杂的力学特性。在使用过程中，混凝土可能会受到多种外部因素的影响，如荷载、温度、湿度等，从

而导致其损伤和破坏。因此，对混凝土的损伤本构模型进行研究具有

重要的实际意义。

针对混凝土的弹塑性损伤本构模型，目前国内外学术界已经有了很多

研究成果。其中，理想无损状态是一个重要的概念，指的是当混凝土

没有发生任何损伤时的状态。在理想无损状态下，混凝土的力学行为

可以通过弹性模量和泊松比来描述。

建立混凝土弹塑性损伤本构模型有很多种方法，如应变硬化模型、应

力硬化模型、蠕变模型等。其中，最广泛应用的是应变硬化模型。应

变硬化模型假设在混凝土内部产生的微裂纹会导致剪切开裂，进而引

起损伤。在混凝土的应变硬化模型中，通常采用两个或三个材料参数

来描述材料的基本力学行为。这些材料参数通常是通过试验数据拟合

获得的。

对于混凝土的弹塑性损伤本构模型，其模型通常具有以下特点：

1.模型应该能够描述混凝土的力学行为，如弹性、屈服、蠕变和断裂等。

2.模型应该能够描述混凝土内部的起裂、扩展和合并等损伤过程，并

能够准确地预测混凝土的损伤行为。

3.模型应该能够考虑多种因素对混凝土的影响，包括荷载、温度、湿

度、气候变化等。

4.模型应该与实验结果相匹配，从而验证其准确性和可靠性。

混凝土的弹塑性损伤本构模型可以应用于多个领域，如建筑结构设计、道路、桥梁、隧道、核电站等的安全评估和预测。在这些领域中，混

凝土的损伤和破坏会直接影响到人类的生命安全和财产安全。

另外，混凝土的弹塑性损伤本构模型也有助于深入了解混凝土的物理

和化学性质，从而为混凝土的生产和使用提供科学依据。同时，通过

混凝土力学行为的研究，有助于进一步发展和完善混凝土的材料科学、结构分析和工程设计等领域的理论和方法。

在实际应用中，混凝土弹塑性损伤本构模型还需要考虑许多实际因素。例如混凝土的制备方法、材料配比、化学成分等因素均会影响混凝土

的性能，因此需要根据实际情况进行相应的修正和调整。此外，混凝

土的实际载荷和环境等因素也需要被纳入模型中进行研究。

总之，混凝土弹塑性损伤本构模型的研究和应用对于提高混凝土材料

的使用价值和安全性具有重要的现实意义。虽然目前已有很多研究成果，但是混凝土本身的复杂性和多样性使得深入研究和深入应用仍然

具有挑战性和发展空间。

基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用3

混凝土是一种广泛使用的建筑材料，但它也容易因受力过大而产生塑

性损伤。因此，深入研究混凝土塑性损伤本构模型是非常必要的。本

文基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用，从模

型原理、模型参数及模型应用方面进行探讨。

模型原理

混凝土的弹塑性损伤本构模型主要包括材料刚度模型、损伤演化模型

和强度退化模型三部分。

材料刚度模型描述了混凝土的初始刚度。混凝土在受力后，刚度逐渐

下降，因此需要考虑损伤演化模型。强度退化模型则描述了混凝土的

极限承载能力退化过程。

损伤演化模型包括本构关系和演化方程两部分。在混凝土初始阶段，

材料表现为弹性模型，也就是Hooke定律，即应力与应变之间呈线性

关系。但是，当混凝土受到强烈的载荷时，材料的刚度开始下降，因

此需要对其弹性模型进行修正。此时，我们可以引入一个损伤参数来

描述材料的塑性损伤度，该参数的增大则意味着材料的刚度降低程度

越大。同时，演化方程可以通过累积损伤来描述。损伤值的增大意味

着材料的塑性变形越明显，或者说材料的强度逐渐降低。

强度退化模型是为了更好地描述混凝土的承载能力。随着材料的塑性

变形，混凝土的承载能力逐渐降低，因此需要一个强度退化模型来描

述这一过程。强度退化模型一般以材料本身的极限承载能力为基础，

通过损伤参数来描述其退化度。强度退化模型可以以损伤值为基础进

行修正。

模型参数

混凝土弹塑性损伤本构模型包括很多参数。以下是模型中的主要参数：

1. 弹性模量：描述材料在未受损状态下的刚度；

2. 破坏应变：描述材料的破坏应变。当材料达到这个应变时，破坏就

会发生；

3. 损伤起伏系数：用来描述材料损伤之后弹性模量的变化量；

4. 损伤增长指数：用来描述材料损伤值增大时弹性模量降低的速率；

5. 材料的抗拉强度、抗压强度、剪切强度等参数；

6. 损伤门槛参数：描述材料开始发生损伤的损伤值阈值。

模型应用

混凝土弹塑性损伤本构模型广泛应用于结构设计和材料研究。例如，在地震工程中，混凝土结构的耐震性能是提高结构抵抗灾害能力的重要方面。混凝土弹塑性损伤本构模型可以很好地解释摇摆幅度、频率和施加的地震荷载对混凝土结构的影响，进而有助于确定合适的地震减震措施。

在材料研究领域，混凝土弹塑性损伤本构模型被广泛应用于分析混凝土的力学性能。该模型可以以材料的强度、韧性、稳定性和可靠性为基础，为混凝土工程的设计和施工提供必要的支持。

总结

混凝土弹塑性损伤本构模型是研究混凝土行为的关键工具。本文从模型原理、模型参数和模型应用三个方面分析了该模型的基本框架和特点。实际应用中，混凝土弹塑性损伤本构模型可以为混凝土结构的设计和材料力学性能的分析提供重要支持。

混凝土损伤演化模型研究

混凝土损伤演化模型研究 一、研究背景及意义 混凝土结构在使用过程中会受到各种外力的作用，从而出现不同程度的损伤。因此，混凝土损伤演化模型的研究对于工程实践具有重要意义。混凝土损伤演化模型是指通过建立数学模型来描述混凝土在受力过程中的物理本质和损伤演化规律。混凝土损伤演化模型的研究可以为混凝土结构的设计、施工、养护和维修提供理论依据，也可以为混凝土结构的健康监测和评估提供技术支持。 二、混凝土损伤演化模型的分类 混凝土损伤演化模型可以分为宏观模型和微观模型两大类。宏观模型是基于连续介质力学原理建立的模型，主要研究混凝土结构的整体力学性能和损伤演化规律。宏观模型可以分为本构模型和损伤本构模型两种。微观模型是基于混凝土微观结构和材料力学原理建立的模型，主要研究混凝土结构的微观力学性能和损伤演化规律。 三、本构模型 本构模型是指在宏观层次上建立的反映混凝土力学性能的数学模型。

本构模型是建立混凝土损伤演化模型的基础。本构模型可以分为线性本构模型和非线性本构模型两种。 1. 线性本构模型 线性本构模型是指混凝土在受力过程中，应力与应变之间的关系是线性的数学关系。线性本构模型适用于混凝土在小应变范围内的力学性能研究。线性本构模型的基本假设是混凝土的弹性模量是恒定的，混凝土的应力应变关系是线性的。 2. 非线性本构模型 非线性本构模型是指混凝土在受力过程中，应力与应变之间的关系是非线性的数学关系。非线性本构模型适用于混凝土在大应变范围内的力学性能研究。非线性本构模型的建立需要考虑混凝土的各种非线性因素，如弯曲、剪切、扭转、压缩、拉伸等。非线性本构模型可以进一步分为弹塑性本构模型和本构模型两种。 四、损伤本构模型 损伤本构模型是指在宏观层次上建立的反映混凝土损伤演化规律的数学模型。损伤本构模型是建立混凝土损伤演化模型的关键。损伤本构模型可以分为线性损伤本构模型和非线性损伤本构模型两种。

混凝土损伤本构模型

混凝土损伤本构模型 引言 混凝土是一种常见的建筑材料，其在结构工程中的应用广泛。然而，由于外界环境、荷载作用以及材料本身的缺陷等因素，混凝土结构往往会发生各种损伤。为了预测和分析混凝土结构的性能，研究人员发展了各种混凝土损伤本构模型。 混凝土损伤本构模型是一种描述混凝土损伤与载荷响应之间关系的数学模型。通过建立损伤本构模型，可以有效地预测混凝土结构在不同荷载下的应力应变行为，并评估结构的安全性和耐久性。 混凝土损伤机理 混凝土的损伤可以表现为裂缝的形成和扩展。主要的损伤机理包括：拉伸损伤、压缩损伤、剪切损伤和弯曲损伤等。这些损伤机理导致混凝土的强度和刚度下降，影响结构的整体性能。 混凝土的拉伸损伤是由于应力超过其拉伸强度导致的。拉伸损伤可分为初始裂缝的形成和裂缝扩展两个阶段。初始裂缝形成阶段主要受到混凝土的弯曲和压力影响，而裂缝扩展阶段则受到拉伸应力集中作用。 混凝土的压缩损伤是由于应力超过其压缩强度导致的。压缩损伤通常以体积收缩和裂缝的形式出现。 混凝土的剪切损伤是由于应力超过其剪切强度导致的。剪切损伤主要通过剪切裂缝的形成和扩展来表现。 混凝土的弯曲损伤是由于应力超过其弯曲强度导致的。弯曲损伤通常以裂缝的形式出现。 混凝土损伤本构模型的分类 根据混凝土损伤本构模型的解析方法，可将其分为经验模型和力学模型两大类。 经验模型是基于实验数据和经验法则建立的模型，是一种常用的损伤本构模型。经验模型通常通过试验数据拟合得到，具有一定的简化和适用范围，可用于预测混凝土在一定加载条件下的损伤演化。 力学模型是基于物理力学原理建立的模型，具有更高的准确性和适用性。力学模型通常采用连续介质力学和断裂力学理论，考虑不同损伤机制的相互作用，能够对混凝土结构在复杂荷载下的损伤行为做出较为准确的预测。

混凝土塑性损伤模型1

混凝土与其它准脆性材料得塑性损伤模型 这部分介绍得就是ABAQUS提供分析混凝土与其它准脆性材料得混凝土塑性损伤模型。ABAQUS材料库中也包括分析混凝得其它模型如基于弥散裂纹方法得土本构模型、她们分别就是在AＢＡQUS/Staｎdａrd “Aｎｉnelastiｃconstｉｔutive model fｏr ｃonｃrete," Secｔｉoｎ4。５.１, 中得弥散裂纹模型与在AＢAQUS/Eｘplｉcit, “Ａcracking model ｆoｒcｏncrete ａnd ｏtheｒbrittle ｍａterials," Sｅｃｔｉon 4。5.3中得脆性开裂模型。 混凝土塑性损伤模型主要就是用来为分析混凝土结构在循环与动力荷载作用下得提供一个普遍分析模型、该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆与陶瓷得分析;本节将以混凝土得力学行为来演示本模型得一些特点。在较低得围压下混凝土表现出脆性性质,主要得失效机制就是拉力作用下得开裂失效与压力作用下得压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了、这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构得聚集与坍塌,从而导致混凝土得宏观力学性质表现得像具有强化性质得延性材料那样。 本节介绍得塑性损伤模型并不能有效模拟混凝土在高围压作用下得力学行为。而只能模拟混凝土与其它脆性材料在与中等围压条件(围压通常小于单轴抗压强度得四分之一或五分之一)下不可逆损伤有关得一些特性、这些特性在宏观上表现如下: ?单拉与单压强度不同,单压强度就是单拉强度得10倍甚至更多; ?受拉软化,而受压在软化前存在强化; ?在循环荷载(压)下存在刚度恢复; ?率敏感性,尤其就是强度随应变率增加而有较大得提高。 概论 ? 混凝土非粘性塑性损伤模型得基本要点介绍如下: 应变率分解 对率无关得模型附加假定应变率就是可以如下分解得: 就是总应变率,就是应变率得弹性部分,就是应变率得塑性部分。 应力应变关系 应力应变关系为下列弹性标量损伤关系: 其中就是材料得初始(无损)刚度,就是有损刚度,就是刚度退化变量其值在0(无损)到1(完全失效)之间变化,与失效机制(开裂与压碎)相关得损伤导致了弹性刚度得退化。在标量损伤理论框架内,刚度退化就是各向同性得,它可由单个标量d来描述。按照传统连续介质力学观点,有效应力可定义如下:

基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用共3篇

基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用共3篇 基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用1 混凝土作为一种广泛应用于工程中的重要材料，在承受外力和环境作用下容易发生损伤。因此，混凝土的损伤行为研究已经成为一个热门的研究领域。其中，弹塑性损伤是混凝土损伤中较为复杂的一种。为了更好地研究混凝土弹塑性损伤本构模型，本文将介绍基于理想无损状态的混凝土弹塑性损伤本构模型研究及应用。 1. 弹塑性本构模型概述 弹塑性本构模型是研究材料承受外力后弹性和塑性响应的数学模型。在混凝土中，弹性和塑性响应在不同阶段起到了不同的作用。弹性阶段通常是指材料在外力作用下的瞬时变形，而塑性阶段则指材料在外力作用下发生的几乎恒定的变形。因此，混凝土弹塑性损伤本构模型可以描述由于外力作用导致的混凝土弹性阶段和塑性阶段的响应，以及这些响应与混凝土发生损伤之间的关系。 2. 理想无损状态 混凝土在初始时存在一个理想无损状态，即没有受到任何外力或环境作用。在理想无损状态下，混凝土的本构特性可以被准确地描述，为进一步研究混凝土的弹塑性损伤本构模型提供了有力的基础。 3. 混凝土弹塑性损伤本构模型 混凝土弹塑性损伤本构模型主要分为两类：基于连续损伤理论的本构模型和基于分离损伤理论的本构模型。前者认为损伤是一个连续的过

程，而后者则是将损伤分为不同的阶段，每个阶段具有不同的损伤特征。 本文主要介绍基于连续损伤理论的混凝土弹塑性损伤本构模型。该模型将混凝土的本构响应视为弹性响应和塑性响应之和，并通过引入损伤变量来描述损伤发生的过程。具体而言，混凝土的应变张量可以表示为： ε = εe + εp + εd 其中，εe表示混凝土的弹性应变，εp表示混凝土的塑性应变，εd 表示混凝土的损伤应变。根据连续损伤理论，损伤可以用损伤变量D 来描述，即： D = 1 - (1 - εd/εf)n 其中，εf是混凝土的最大应变，n是连续损伤理论中的材料参数。假设混凝土在最大应变处完全破坏，则D=1。 通过上述公式，可以描述混凝土在受到外力作用时，从理想无损状态到最大损伤状态的完整过程。同时，由于连续损伤理论的引入，该本构模型可以更准确地描述混凝土的弹塑性响应和损伤过程，具有较高的适用性和准确性。 4. 应用 混凝土弹塑性损伤本构模型可以应用于各种混凝土结构的设计和仿真中。例如，它可以用于预测混凝土在地震、爆炸、碰撞等自然灾害或事故中的响应。此外，它还可以用于预测混凝土材料在长时间的环境作用下的性能变化，如混凝土的老化、变质等。

混凝土受压损伤本构模型研究共3篇

混凝土受压损伤本构模型研究共3篇 混凝土受压损伤本构模型研究1 混凝土是一种常用的建筑材料，具有较好的耐久性和强度，但在受到外部作用力时容易发生损伤或破坏。因此，混凝土受压损伤本构模型的研究具有重要的实际意义。 一、混凝土受压损伤本构模型的基本原理 混凝土在受到外部压力作用时，会发生压缩变形和破坏。为了研究混凝土的压缩力学性能，可以考虑将混凝土视为一种三向随机微观结构材料，其压缩本质是由于微观结构的变形所引起的。因此，混凝土的受压损伤可以通过损伤本构模型来描述。 损伤本构模型是描述材料在受到外部载荷作用后的损伤与变形关系的数学模型。对于混凝土这种复合材料，在其受压过程中，主要存在以下两种类型的损伤： （1）微观裂纹损伤：混凝土在受压过程中，由于其内部孔隙和裂缝的存在，在受到外界作用力时，容易滑移、扭曲和拉伸，从而导致微观裂纹的发生和扩展。 （2）宏观损伤：当混凝土达到一定的载荷水平时，整个材料将会失去承载能力，进而发生宏观破坏。 为了描述混凝土受压损伤的过程，可以采用本构模型来模拟其受载性能。目前常用的混凝土受压损伤本构模型主要有以下几种： 二、混凝土受压损伤本构模型的种类

（1）线性刚度损伤本构模型 线性刚度损伤本构模型是最简单的混凝土受压损伤本构模型之一，其基本假设是混凝土的弹性和损伤行为符合线性关系。该模型适用于低应力范围内混凝土的受压损伤行为，并具有较强的物理意义和数学可处理性。 但是，该模型在描述混凝土大应变下的损伤行为时存在一定局限性。 （2）非线性刚度损伤本构模型 非线性刚度损伤本构模型是一种基于单元分析的数学模型，其基本假设是混凝土在受压过程中，存在一些微观破坏机制，如裂纹扩展、剪切变形等。 该模型适用于高应力范围内混凝土的受压损伤行为，并且可以更好地描述混凝土的非线性行为。 （3）本构破坏理论本构模型 本构破坏理论本构模型是一种综合考虑材料强度和断裂特性的损伤本构模型。其基本假设是混凝土受载时存在多个破坏机制，确定最终破坏的是其中的最弱环节。 该模型可以描述混凝土的复杂受压损伤行为，并且可以考虑混凝土的强度、裂缝张开等多种因素。但该模型需要对材料的本构破坏规律进行有效的验证。 三、总结 混凝土受压损伤本构模型的研究，对于深入理解混凝土在受载过程中

混凝土的弹塑性本构模型研究

混凝土的弹塑性本构模型研究 混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料，其力学性能的研究一直是结构工 程领域的热点问题。混凝土的本构模型是描述其力学性能的数学模型，对于工程设计和结构分析具有重要意义。本文将探讨混凝土的弹塑性本构模型的研究。 1. 弹性本构模型 弹性本构模型是描述材料在无限小应变范围内的力学性能的模型。对于混凝土 这种非线性材料来说，最简单的弹性本构模型是胡克定律。胡克定律假设应力与应变之间存在线性关系，即应力等于弹性模量与应变之积。然而，实际上混凝土在受力作用下会发生塑性变形，因此需要引入塑性本构模型。 2. 塑性本构模型 塑性本构模型是描述材料在大应变范围内的力学性能的模型。对于混凝土来说，常用的塑性本构模型有弹塑性模型和本构模型。弹塑性模型将材料的力学性能分为弹性和塑性两个阶段，通过引入弹性模量和塑性应变来描述材料的力学性能。本构模型则是将材料的塑性行为通过一系列的本构方程来描述。 3. 弹塑性本构模型 弹塑性本构模型是将弹性本构模型和塑性本构模型结合起来的模型。对于混凝 土来说，常用的弹塑性本构模型有Drucker-Prager模型、Mohr-Coulomb模型和 Cam-Clay模型等。 Drucker-Prager模型是一种常用的弹塑性本构模型，它基于摩擦理论和塑性理论，将混凝土的弹性和塑性行为进行了描述。该模型假设混凝土的破坏是由于摩擦和塑性变形引起的，通过引入内聚力和摩擦角来描述混凝土的塑性行为。

Mohr-Coulomb模型是另一种常用的弹塑性本构模型，它基于摩擦理论和强度理论，将混凝土的弹性和塑性行为进行了描述。该模型假设混凝土的破坏是由于剪切和压缩引起的，通过引入内摩擦角和内聚力来描述混凝土的塑性行为。 Cam-Clay模型是一种用于描述粘土的弹塑性本构模型，但也可以用于描述混凝土的力学性能。该模型将混凝土的弹性和塑性行为进行了描述，通过引入压缩指数和膨胀指数来描述混凝土的塑性行为。 4. 本构模型的应用 混凝土的本构模型在工程设计和结构分析中具有重要意义。通过合理选择本构模型，可以准确预测混凝土结构在受力作用下的行为。本构模型还可以用于优化设计和结构安全评估，提高工程的可靠性和经济性。 然而，混凝土的力学性能受多种因素的影响，如水灰比、骨料种类和含量、养护条件等。因此，选择合适的本构模型需要考虑这些因素的综合影响，并进行实验验证。 5. 结论 混凝土的弹塑性本构模型是描述其力学性能的重要工具。选择合适的本构模型对于工程设计和结构分析具有重要意义。然而，混凝土的力学性能受多种因素的影响，需要综合考虑实验结果和实际工程情况来选择合适的本构模型。混凝土的弹塑性本构模型的研究仍然是一个具有挑战性和发展空间的领域，需要进一步深入研究和探索。

混凝土损伤塑性模型应用研究

混凝土损伤塑性模型应用研究 混凝土作为最常见的建筑材料之一，广泛应用于各种结构和工程中。然而，混凝土材料在服役过程中常常会遭受各种损伤，如裂缝、剥落、钢筋锈蚀等，这些损伤累积会导致结构的性能下降，严重时甚至会导致结构失效。因此，对混凝土损伤进行研究具有重要的现实意义。混凝土损伤塑性模型是一种用于描述混凝土材料在复杂应力状态下损 伤演化过程的数学模型，对于预测混凝土结构损伤扩展、评估结构安全性以及优化结构设计具有重要意义。 混凝土损伤塑性模型是基于混凝土材料的微观结构和力学特性建立的，用于描述混凝土在复杂应力状态下的损伤演化过程和塑性行为。该模型具有以下特点： 考虑了混凝土的多种损伤机制，如裂缝扩展、微裂纹聚集、钢筋锈蚀等； 结合了混凝土的细观结构和宏观性能，考虑了材料的不均匀性和各向异性； 可以用于分析混凝土在复杂应力状态下的行为，包括拉伸、压缩、剪切等；

能够对混凝土的损伤演化进行定量预测，并提供损伤演化过程的可视化结果。 然而，混凝土损伤塑性模型也存在一定的局限性： 模型的参数较多，且需要通过试验进行确定，这增加了模型的应用难度； 模型的精度和可靠性受参数确定方法的影响较大，需要采用可靠的试验和数值模拟方法； 模型主要针对混凝土材料的宏观性能进行分析，难以对微观结构的变化进行描述。 混凝土损伤塑性模型在混凝土结构损伤检测、结构安全性评估和结构设计等领域得到了广泛应用。以下是几个典型的应用研究案例： 混凝土结构损伤检测：通过应用混凝土损伤塑性模型，对结构进行有限元分析，可以识别出结构中的损伤部位，并对其扩展趋势进行预测。这种方法可以为结构的实时监测和维修提供有力支持。 结构安全性评估：在桥梁、隧道等结构的安全性评估中，混凝土损伤塑性模型可以用于分析结构在复杂荷载下的损伤演化过程，评估结构

ABAQUS混凝土塑性损伤因子计算方法及应用研究共3篇

ABAQUS混凝土塑性损伤因子计算方法 及应用研究共3篇 ABAQUS混凝土塑性损伤因子计算方法及应用研究1 混凝土在受力作用下，除了弹性应变之外，还存在着塑性变形。混凝 土剪切破坏过程中，一般由于压力过大使得混凝土内部出现压杆破坏，此时混凝土已经失去完整的抗剪强度，而形成破坏面。此时，混凝土 仍然可以承受一定的轴向压缩应力，但是轴向应力的剩余值一般比较小。 针对混凝土的破坏过程，ABAQUS软件中使用了混凝土的塑性损伤模型。塑性损伤模型通过描述混凝土在承受载荷的过程中的损伤行为，给出 混凝土的应力与应变关系，是混凝土强度、刚度失效的数学模型。塑 性损伤因子是促成混凝土发生损伤过程的重要参数。下面将重点介绍ABAQUS软件中混凝土塑性损伤因子的计算方法及应用研究。 混凝土塑性损伤因子计算方法 在ABAQUS软件中，混凝土的塑性损伤因子D可以使用如下公式计算： D = (1 - εp / εmax)×(1 - (1 - εp / εmax)^c) 其中，εp是混凝土的塑性应变；εmax是混凝土的最大应变；c是一 种经验系数，一般取值在5-10之间。 具体来说，在ABAQUS中使用该塑性损伤因子计算混凝土应力-应变曲 线时，其步骤如下： 1.在ABAQUS中，选择适当的混凝土塑性损伤模型。

2.在定义材料属性时，需要设置混凝土的材料参数，包括杨氏模量、 泊松比、抗拉强度、抗压强度、初始损伤比、最大应变等等。 3.当混凝土发生应力屈服时，ABAQUS软件会根据定义的塑性损伤模型 和混凝土的材料参数，自动计算混凝土的塑性损伤因子D。 应用研究 应用混凝土塑性损伤模型，可以模拟混凝土的破坏过程。对于混凝土 结构的安全评估、抗震评估以及结构损伤控制等方面的研究，都有很 大的应用前景。 模拟框架结构的地震响应 框架结构是建筑抗震设计的重要形式之一，其地震响应分析是一项重 要的研究内容。通过分析框架结构在地震作用下的塑性变形、裂缝分 布及变形历程等情况，可以得出该结构在地震载荷作用下的性能和破 坏机理。 利用ABAQUS软件，采用混凝土塑性损伤模型对框架结构进行地震响应 分析，可以生成结构承载能力的相关参数，如结构的非线性屈曲力、 弹塑性分析曲线等，为结构设计和改进提供了有力的理论依据。 混凝土结构的疲劳评估 疲劳是部分结构在长时间重复受力下导致结构变形、裂缝的一种现象。根据混凝土的材料性质和结构特点，ABAQUS软件可以比较准确地预测 混凝土结构的疲劳寿命和变形情况。 通过对混凝土结构疲劳应力变形过程进行仿真，并准确地计算塑性损

混凝土分形断裂行为及损伤本构研究共3篇

混凝土分形断裂行为及损伤本构研究 共3篇 混凝土分形断裂行为及损伤本构研究1 混凝土分形断裂行为及损伤本构研究 混凝土是一种广泛使用的建筑材料，但其断裂行为和损伤本构研究一 直是混凝土力学领域研究的热点。近年来，随着分形理论的广泛应用，分形断裂行为对混凝土损伤本构研究的重要性得到认识，并引起越来 越多研究者的关注。 分形断裂行为是指一种可重复的自相似现象。在混凝土断裂中，其断 裂面的形状和大小存在重复的自相似规律。通过计算混凝土断裂面的 分形维数，可以揭示混凝土内在的复杂结构和断裂演化规律。与传统 的经验公式相比，分形理论具有更高的精度和可靠性，对于混凝土断 裂行为的预测和控制具有重要意义。 混凝土断裂行为及损伤本构研究是混凝土力学领域中的重要课题。对 混凝土断裂行为的探究可以提高结构设计的准确性和安全性，降低质 量成本，并为混凝土材料的进一步改进提供理论指导。而混凝土损伤 本构研究则是建筑结构长期使用和维护的保证，可以在较大程度上提 高建筑物的抗震性、耐久性和可靠性。 混凝土损伤本构是指混凝土在受力作用下发生的损伤与变形关系。在 混凝土疲劳及其他复杂载荷下，混凝土内部发生裂纹和破坏，其变形 和损伤机制具有多样性和非线性。现有的混凝土损伤本构模型存在诸 多不足，如忽略了分形特征对混凝土损伤演化的影响。通过分析混凝 土损伤本构中的分形特征，可以较好地预测混凝土在不同复杂载荷下 的疲劳寿命和断裂性能。

总之，混凝土分形断裂行为及损伤本构研究是混凝土力学领域中重要 的课题，其研究成果可以为混凝土工程的设计和实践提供理论指导， 也可以为混凝土材料提高其力学性能提供重要参考。 混凝土分形断裂行为及损伤本构研究2 混凝土是一种重要的建筑材料，其应力-应变关系和断裂行为对工程设 计和安全评估具有重要的影响。然而，混凝土的非均质性和多尺度特 性使得其分形断裂行为具有很强的复杂性。因此，研究混凝土的分形 断裂行为和损伤本构是一项重要的研究方向。 混凝土的断裂行为通常表现为微裂纹产生、扩展和连接的过程。在微 观尺度上，混凝土的孔隙结构和细观组成对其断裂行为具有重要的影响。许多研究表明，混凝土的孔隙结构具有分形特征，其中小孔隙集 合成大孔隙，形成一个多级分形结构。这种分形结构使得混凝土的断 裂具有多尺度性质，从而导致混凝土的断裂行为十分复杂。 为了更好地理解混凝土的分形断裂行为和损伤本构，许多研究学者已 经开始使用分形理论来描述混凝土的断裂行为。在这些研究中，分形 维度被广泛用来量化混凝土的分形结构和断裂行为。分形维度是一种 特殊的数学量，能够描述一种物体的分形特征。对于混凝土而言，分 形维度可以用来描述其孔隙形态和分形结构，以及各级孔隙的大小分布。 研究发现，混凝土的分形维度通常在1.5到2.5之间变化，其中较低 的分形维度表明混凝土中具有大量的小孔隙，而较高的分形维度则表 明混凝土中的孔隙更加均匀。此外，当混凝土受到不同程度的损伤时，其分形维度也会发生相应的变化。例如，当混凝土中的微观裂纹增加时，其分形维度通常会减小，这表明混凝土中的孔隙结构变得更不均匀。

混凝土的几种本构模型

武汉理工大学弹塑性理论学习论文 混凝土的本构模型研究 学院（系）：土木工程与建筑学院专业班级：土木研1005班 学生姓名：梁庆学 指导教师：张光辉

混凝土的本构模型研究 梁庆学 （武汉理工大学土木工程与建筑学院，武汉 430070） 摘要：在《弹塑性理论》这门课程中，我们学习了应力理论、应变理论和本构关系的一些相关知识。虽然只有短短的几个月的时间，但这对于引导我们自学和探讨是非常有帮助的。我在学完本构关系相关知识后，自己阅读相关的专业书籍和查阅了相关的科技论文文献,对混凝土的本构模型有了一些初步的了解，也对其产生了比较浓厚的兴趣，本文主要依据弹塑性理论对混凝土的本构模型最了一些简单的阐述总结。 关键词：本构关系；本构模型；线弹性模型；非线弹性模型；塑性理论模型

The Study of Constitutive Model of Concrete Qing-xue Liang (Civil Engineering and Architecture School Wuhan University of Technology, Wuhan 430070) Abstract: In the course of “elastic-plastic theory”, we have learned some knowledge about stress theory, strain theory and constitutive relation. Although only several months’study, it’s helpful to lead us self-study and discussion. After learning the knowledge about constitutive relation, I have read some relevant professional books and reviewed some scientific papers related constitutive relation. I have got some preliminary understanding about the constitutive model of concrete, and I’m interested to it too. In this paper, I give some simple summary to the constitutive model of concrete based on the elastic-plastic theory. Key words:Constitutive relation; Constitutive model; Linear-elastic model; Non-linear-elastic model; Plastic theory model

混凝土损伤本构模型

混凝土损伤本构模型 混凝土是一种复杂的材料，受外界力学作用时会产生各种不同的损伤状态。为了深入了解混凝土的力学行为，需要研究混凝土损伤本构模型。 混凝土损伤本构模型是描述混凝土力学性能的数学模型。它是基于混凝土的材料特性和损伤特性所建立的模型。 在混凝土力学行为中，应力状态通常被描述为三轴压缩状态。混凝土在这种状态下的力学性能与单轴压缩状态下不同。在单轴压缩状态下，混凝土的应变增加速度随应力增加而慢慢减缓，即发生了应变硬化现象。而在三轴压缩状态下，混凝土往往表现出应变软化现象，随着应力的增加，混凝土的应变增加速度会逐渐变快。 混凝土损伤本构模型的基本假设是混凝土存在破坏史。这种史包括由初次受力到完全破坏的一系列阶段。实际上，混凝土在受力过程中会产生多种损伤形式，如微裂纹、毛细裂纹、宏观裂缝等。而混凝土损伤本构模型的主要任务就是将这些损伤形式数学化，从而形成能够描述混凝土损伤状态的数学表达式。

目前，常见的混凝土损伤本构模型通常包括：微观本构模型、弹塑性本构模型和连续损伤本构模型等。其中，连续损伤本构模型是最常用的一种。 连续损伤本构模型是一种基于力学守恒原理的损伤本构模型。它基于连续体力学理论的基础上，将损伤分为两个部分：体积损伤和刚度损伤。其中，体积损伤是由体积收缩引起的，而刚度损伤是由裂缝形成和扩展引起的。 在连续损伤本构模型中，混凝土受力时，当应力达到一定值时，混凝土会产生微小裂缝，这些微小裂缝会不断扩展。当这些裂缝扩展到一定程度时，混凝土会发生刚度损失。通过描述裂缝的扩展过程，可以建立混凝土损伤本构模型。 总之，混凝土损伤本构模型是现代建筑工程领域中不可缺少的一种力学模型。通过对混凝土损伤的数学表达，可以更准确地描述混凝土的力学行为，提高工程设计的可靠性和安全性。

混凝土弹塑性损伤本构模型参数及其工程应用

混凝土弹塑性损伤本构模型参数及其工程应用 齐虎;李云贵;吕西林 【摘要】为提高弹塑性损伤本构模型的工程实用性,研究各参数取值对模型损伤发展、塑性发展及材料应力应变关系的影响.拟合参数取值与混凝土材料常用指标弹性模量、单轴抗压强度及单轴抗拉强度联系之间的函数关系,提出实用的参数取值确定方法.对规范规定的各强度混凝土材料进行数值模拟,结果表明:模型及参数确定方法能够较准确地模拟混凝土材料的各种非线性本构行为.采用用户材料子程序UMAT进行本构模型在ABAQUS中的二次开发,对上海某酒店项目进行数值模拟:在结构设计软件PKPM中完成建模,将模型转换为ABAQUS模型进行计算,并将计算结果与振动台试验结果进行比较.结果表明:各振形计算自振频率相差在5％以内,顶层位移时程除个别极值外总体匹配较好,楼层位移差在10％以内,最大层间位移除个别楼层相差达到30％以外,一般楼层相差10％左右,验证了所提出的参数确定方法及本构模型是合理有效的;通过分析结构各关键时刻损伤分布云图,表明弹塑性损伤本构模型能够实时反映结构的破坏过程,便于分析者直观地把握结构破坏形态.【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》 【年(卷),期】2015(049)003 【总页数】9页(P547-554,563) 【关键词】本构模型参数;混凝土;ABAQUS;非线性时程反应;损伤分布 【作者】齐虎;李云贵;吕西林 【作者单位】中国建筑股份有限公司技术中心,北京101320;中国建筑股份有限公司技术中心,北京101320;同济大学结构工程与防灾研究所,上海200092

【正文语种】中文 【中图分类】TU313 弹塑性损伤本构模型能够准确地模拟混凝土非线性本构行为［1-4］.目前，学者们提出了多个理论完备、计算准确度高的混凝土弹塑性本构模型［5-7］，但是多数模型的数值处理复杂，计算过程涉及多次迭代，计算效率较低、数值稳定性不好，且模型中涉及的参数较多，参数的标定是一项繁琐的工作，因此这些模型较难应用于实际工程.齐虎等［8］提出了一个计算效率高、数值稳定性好的实用弹塑性损伤本构模型，但仍然存在参数较多，实际应用困难的问题.本文对弹塑性损伤本构模型［8］中各参数取值进行系统研究，并研究各个参数对模型计算本构曲线的影响.通过比较计算结果与试验结果，给出模型参数与混凝土材料单轴抗拉强度、抗压强度和弹性模量的函数关系.从而在使用中只须给定材料抗拉强度、抗压强度和弹性模量就能方便地确定模型的参数取值，提高模型的实用性. 将齐虎等［8］开发的弹塑性损伤本构模型在ABAQUS中进行二次开发，并采用本文提出的方法确定模型参数取值，对上海浦东香格里拉酒店进行数值模拟.上海浦东香格里拉酒店是由一栋41层、总高度为152.8 m的塔楼和4层裙房组成的超高层框架——剪力墙结构，结构高度超限且平面布置不规则.同济大学土木工程防灾国家重点实验室振动台试验室对其进行了震振动台试验研究，将模型分析结果与振动台试验结果进行了比较，以验证本文提出的本构模型、参数确定方法及选用分析模型的有效性和合理性.由于ABAQUS建模工作较为复杂，本文首先在PKPM 中建模，然后借助PKPM-ABAQUS转化程序［9］将模型导入到ABAQUS中进行计算. 1 弹塑性损伤本构模型参数的确定

弹塑性本构关系的认识及其在钢筋混凝土中的应用浅谈_塑.

弹塑性本构关系的认识及其在钢筋 混凝土结构中的应用浅谈 摘要：本文首先对弹塑性本构关系和钢筋混凝土材料的本构模型作了简要概述，然后结合上课所学知识和自己阅读的几篇文章，从材料的屈服准则、流动准则、硬化准则和加载卸载准则等四个方面详细阐述了弹塑性本构关系。最后，结合上述准则简要论述了混凝土这一常用材料在地震作用下的弹塑性本构关系。 关键词：弹塑性本构关系，钢筋混凝土，地震 Understanding of Elastoplastic Constitutive Relation and a Brife Talk of Its Aapplication to Reinforced Concrete Structure Abstract：This paper firstly makes a brief overview about elastoplastic constitutive relation and reinforced concrete constitutive model. Then，elaborating the elastoplastic constitutive relation from the four aspects of material yield criterion，flow rule，hardening rule，loading and unloading criterion based on what I have learned in class and reading from a few articles. Lastly，a simply introduction on the elastoplastic constitutive of reinforced concrete under earthquake is demonstrated. Keywords：elastoplastic constitutive relation; reinforced concrete structure; earthquake 1 引言 钢筋混凝土结构材料的本构关系对钢筋混凝土结构有限元分析结果有重大的影响，如果选用的本构关系不能很好地反映材料的各项力学性能，那么其它计算再精确也无法反映结构的实际受力特征。所谓材料的本构关系，主要是指描述材料力学性质的数学表达式。用什么样的表达式来描述材料受力后的变化规律呢？不同的学者根据材料的性质、受力条件和大小、试验方法以及不同的理论模型等因素综合考虑，建立了许多种钢筋混凝土材料的本构关系表达式。 材料的本构关系所基于的理论模型主要有：弹性理论、非线性弹性理论、弹塑性理论、粘弹性理论、粘弹塑性理论、断裂力学理论、损伤力学理论、内时理论等。迄今为止，由于钢筋混凝土材料的复杂因素，还没有一种理论模型被公认为可以完全描述钢筋混凝土材料的

混凝土随机损伤本构模型及其应用

混凝土随机损伤本构模型及其应用 篇一 混凝土随机损伤本构模型及其应用 一、引言 混凝土作为当今工程中最重要的建筑材料之一，其本构模型的研究对于工程设计和施工具有重要意义。混凝土的本构模型描述了混凝土材料的力学行为，包括应力-应变关系、强度、韧性等。然而，混凝土的本构模型往往受到许多因素的影响，如材料缺陷、环境因素、加载历史等。因此，建立一个能够准确描述混凝土随机损伤的本构模型具有重要意义。 二、混凝土随机损伤本构模型 混凝土随机损伤本构模型是一种描述混凝土材料在受力过程中损伤演化的模型。该模型基于随机过程理论，将混凝土视为一种随机复合材料，由多种材料成分和结构特征组成。在受力过程中，这些成分和特征会受到损伤，导致材料的性能下降。

该模型的主要特点是考虑了混凝土的随机性和损伤演化过程。在模型中，混凝土的力学性能被视为时间和损伤的函数，材料的弹性模量、泊松比、强度等参数均随损伤演化而变化。此外，模型的另一个重要特点是考虑了混凝土的各向异性。由于混凝土是一种复合材料，其性能受到材料成分、结构特征和受力状态的影响，因此不同方向上的性能存在差异。 三、模型建立过程 建立混凝土随机损伤本构模型需要以下步骤： 确定模型的基本参数：包括材料的弹性模量、泊松比、强度等参数。这些参数可以通过试验或经验数据获得。 确定损伤演化方程：损伤演化方程描述了混凝土在受力过程中损伤的发展过程。该方程可以通过对混凝土试件的试验结果进行分析得到，也可以通过理论分析得到。 建立随机过程模型：基于随机过程理论，将混凝土视为一种随机复合材料，建立能够描述混凝土随机性和各向异性的模型。 确定模型参数的随机分布：根据试验或经验数据，确定模型参数的随机分布。这些参数包括材料的弹性模量、泊松比、强度等参数以及损伤演化方程中的参数。 验证和校准模型：通过试验或经验数据对模型进行验证和校准，

混凝土cdp本构

混凝土cdp本构 混凝土是一种常见的建筑材料，具有良好的强度和耐久性。在设计和分析混凝土结构时，混凝土的本构模型是非常重要的。本文将介绍混凝土的本构模型之一——混凝土弹塑性本构模型（Concrete Damaged Plasticity Model，简称CDP）。 一、混凝土弹塑性本构模型的基本原理 混凝土弹塑性本构模型是基于弹塑性力学理论开发的一种模型，用于描述混凝土在受力过程中的弹性和塑性行为。该模型考虑了混凝土的弹性、损伤和塑性三个阶段，并能够准确地模拟混凝土在不同受力状态下的力学行为。 混凝土的弹性本构行为可以通过胡克定律来描述，即应力与应变之间的线性关系。而混凝土的塑性本构行为则需要引入一些额外的参数来描述，如损伤变量、塑性应变等。 二、混凝土弹塑性本构模型的特点 1. 考虑非线性行为：混凝土在受力过程中会出现非线性行为，如应力-应变曲线的非线性、弹塑性转变等。CDP模型能够准确地描述这些非线性行为。 2. 考虑损伤效应：混凝土在受力过程中会发生损伤，即出现裂缝或破坏。CDP模型通过引入损伤变量来描述混凝土的损伤过程，并能

够准确地模拟混凝土的裂缝扩展和破坏。 3. 考虑三轴应力状态：混凝土在实际工程中往往会受到多向应力的作用，如拉压、剪切等。CDP模型考虑了三轴应力状态下混凝土的力学行为，能够准确地模拟混凝土在不同应力状态下的响应。 4. 考虑温度效应：混凝土在受力过程中的温度变化也会对其力学性能产生影响。CDP模型可以考虑温度效应，并通过引入温度参数来描述混凝土的热力学行为。 三、混凝土弹塑性本构模型的应用 混凝土弹塑性本构模型在工程实践中应用广泛，特别是在大型混凝土结构的设计和分析中起到了重要的作用。例如，在水坝工程中，为了准确地评估混凝土坝体的稳定性和安全性，需要使用CDP模型来模拟混凝土在洪水冲击和地震作用下的力学行为。 在桥梁、隧道、建筑物等混凝土结构的设计中，CDP模型也可以用于预测混凝土的变形和破坏，从而指导结构的设计和施工。 四、混凝土弹塑性本构模型的发展趋势 随着科学技术的不断进步，混凝土弹塑性本构模型也在不断发展和完善。未来的研究方向主要包括以下几个方面： 1. 模型参数的确定：混凝土弹塑性本构模型的准确性和可靠性很大

混凝土塑性损伤模型

- 混凝土和其它准脆性材料的塑性损伤模型 这局部介绍的是ABAQUS提供分析混凝土和其它准脆性材料的混凝土塑性损伤模型。ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard "An inelastic constitutive model for concrete,〞,中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/E*plicit, "A cracking model for concrete and other brittle materials,〞中的脆性开裂模型。 混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土构造在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞构造的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。 本节介绍的塑性损伤模型并不能有效模拟混凝土在高围压作用下的力学行为。而只能模拟混凝土和其它脆性材料在与中等围压条件〔围压通常小于单轴抗压强度的四分之一或五分之一〕下不可逆损伤有关的一些特性。这些特性在宏观上表现如下： •单拉和单压强度不同，单压强度是单拉强度的10倍甚至更多； •受拉软化，而受压在软化前存在强化； •在循环荷载(压)下存在刚度恢复； •率敏感性，尤其是强度随应变率增加而有较大的提高。 概论 混凝土非粘性塑性损伤模型的根本要点介绍如下： 应变率分解 对率无关的模型附加假定应变率是可以如下分解的： 是总应变率，是应变率的弹性局部，是应变率的塑性局部。 应力应变关系 应力应变关系为以下弹性标量损伤关系： 其中是材料的初始〔无损〕刚度，是有损刚度，是刚度退化变量其值在0〔无损〕到1〔完全失效〕之间变化，与失效机制〔开裂和压碎〕相关的损伤导致了弹性刚度的退化。在标量损伤理论框架内，刚度退化是各向同性的，它可由单个标量d来描述。按照传统连续介质力学观点，有效应力可定义如下： Cauchy应力通过标量退化变量〔d〕转化为有效应力 对于任何一个给定的材料截面，因子代表承力的有效面积占总截面积的比重〔总截面积剪除受损面积〕。在无损时d=0，有效应力等于cauchy应力。然而，当损伤发生后，有效

混凝土损伤本构理论研究综述

混凝土损伤本构理论研究综述 何建涛;马怀发;陈厚群 【摘要】首先论述混凝土本构模型研究的重要性,并说明损伤力学理论较适于构建混凝土本构模型;然后对损伤变量的定义、损伤演化方程的确定、损伤本构模型的建立以及如何考虑不可恢复变形与率效应进行较为详细的论述;最后就混凝土损伤本构模型的发展方向提出了看法. 【期刊名称】《水利水电科技进展》 【年(卷),期】2010(030)003 【总页数】6页(P89-94) 【关键词】混凝土本构模型;损伤力学;率效应;综述 【作者】何建涛;马怀发;陈厚群 【作者单位】中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心,北京,100048;中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心,北京,100048;中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心,北京,100048 【正文语种】中文 【中图分类】TV431 混凝土由于具有抗压强度高、耐久性好、适应性强、能够和钢筋较好地共同工作等优点,在很多领域得到了广泛应用。混凝土的力学性能受很多因素影响,非常复杂,目前主要采用试验和数值模拟2种方法进行研究。在数值模拟方法中,有限元法由于其适用性强而最为常用。然而,在采用有限元法研究混凝土结构的力学性能时,不可

避免地会遇到一个问题,即如何构造合理的混凝土本构模型和相应的破坏准则。 目前,混凝土本构模型的研究主要采用弹性力学理论、塑性力学理论、内蕴时间理论、断裂力学理论、损伤力学理论以及上述理论的组合[1-3]。混凝土材料的性能 在很大程度上取决于其内部微裂缝。在荷载作用下,混凝土内部的微裂缝会扩展和 汇合,最后形成宏观裂缝,导致强度、刚度等性能的劣化甚至材料的破坏,即材料发生损伤。而损伤力学正是研究材料损伤的物理过程及其对材料行为影响的一门固体力学分支学科。根据特征尺度和研究方法,损伤理论分为微观、细观和宏观损伤理论[4]。其中,微观、细观损伤理论的研究虽已取得一定进展,但要实际应用尚存在相当难度,仍需进一步研究。宏观损伤理论(又称连续损伤力学或唯象损伤力学)假定材料均质、裂缝均布、损伤非局部,基于连续介质力学和不可逆热力学,在本构模型中引 入损伤变量表征微观缺陷对材料宏观力学性质的影响,构造带有损伤变量的本构模 型和损伤演化方程来真实地描述受损材料的宏观力学行为,通过试验拟合有关材料 参数。由于微观、细观损伤理论是从微、细结构层次上研究损伤的形态和演化,而 宏观损伤理论模拟的是材料微观、细观损伤的宏观响应,因此宏观损伤理论更容易 被关心实际应用的工程人员所接受。 应用损伤力学分析问题可分为3个步骤[5]:①认清缺陷(如微裂缝)如何影响材料的 宏观性能,定义合适的损伤变量以描述这种缺陷;②建立损伤变量演化法则,反映应力和应变的发展如何引起新的材料损伤;③对已建立的损伤本构模型和力学基本方程 进行求解,预测混凝土结构宏观缺陷(如裂缝)的产生和发展直至结构失效的过程。 损伤力学首先必须定义合适的损伤变量以表征材料微观缺陷对宏观力学性能的影响。由于材料的宏观性能指标易于测量,所以常用弹性模量、屈服应力、延伸率、质量 密度、电阻率、超声波速度、声发射参量、残余寿命等易测宏观物理量来定义损伤变量。 损伤变量有标量和张量2种形式。标量损伤变量一般定义为 d=1-Φ/Φ0,式中Φ0

混凝土损伤理论的分析研究---精品管理资料

SHANGHAI UNIVERSITY 结构非线性分析课程论文UNDERGRADUATE PROJECT （THESIS） 题目:钢筋混凝土结构有限元分析及其断裂损伤理 论应用 学院土木工程系 专业建筑与土木工程 学号 xxxxxxxx 学生姓名 xxx 指导教师 xx 日期 2017.12.24

上海大学2017～2018学年冬季学期研究生课程考试 小论文 课程名称：结构非线性分析课程编号: 18Z147004 论文题目：钢筋混凝土结构有限元分析及其断裂损伤理论应用 研究生姓名: xxx 学号： xxxxxxxx 论文评语： 成绩：任课教师: xx 评阅日期:

目录 一混凝土损伤理论的研究背景 (1) 二国内外对混凝土损伤理论的研究现状 (2) 1）国外混凝土损伤理论研究现状 (2) 2）国内混凝土研究现状 (2) 三混凝土损伤理论研究中的问题和研究方法 (3) 1）试验条件相差较大时混凝土的本构关系将发生变化 (3) 2）复杂的多轴应力状态下的损伤理论 (3) 3）试验难度大 (3) 4）研究方法 (3) 四钢筋混凝土非线性损伤理论及有限元法 (4) 1）混凝土非线性本构模型 (4) 2）规范中的混凝土损伤理论 (5) ①混凝土单轴受压时的本构模型及的选取 (5) ②混凝土单轴受拉时的损伤理论 (6) 2）ABAQUS算例 (6) ①混凝土塑形损伤模型 (6) ②数值分析 (7) 五研究成果与创新 (8) 1）当今国际的研究成果 (8) 2)理论研究的新进展 (8) 3）........................................................................................................ 在有限元中的应用8 六研究混凝土损伤理论的意义和结论 (9) 1)社会意义 (9) 2)经济效益 (9) 3）结论 (9)