论文部分内容阅读
在工程中,混凝土材料是一种被使用的多相非均匀的建筑材料。研究混凝土的力学性能对土木工程及结构工程都是十分重要的。近些年,随着大容量,高性能的计算机和有限单元法等技术的发展,对混凝土性能的研究方法也从宏观的传统的实验方法转向细观的数值模拟的方法。本文从细观数值模拟的角度,对星型骨料的混凝土的创建方法与力学性能进行了研究。主要内容如下: (1)为了更好的描述星型骨料,利用空间伸缩因子变形技术,基于球体参数方程出发,从数学描述的角度上,给出了具体的星型骨料的参数方程,并得到了多种不同形状的混凝土单体图形;分别讨论了点在星型体内外部的判别方法、点到星型结构体的距离计算方法和点到星型结构体的误差估计方法。 (2)生成满足级配标准的星型骨料的混凝土几何模型的试件。结合混凝土的级配理论和投放细则,建立了二级配骨料含量达到55%的三维星型骨料混凝土的几何模型。 (3)根据背景网格单元法生成了混凝土的有限元模型。首先,将背景网格离散成基本单元点,根据前面讨论的点在星型体内外部的判别方法,分辨判断出单元点的骨料属性,在对单元点进行组合形成背景单元。在 Matlab中分别计算得到的骨料单元和砂浆单元,最后导入到Abaqus软件中,生成了具有两相材料的星型骨料的混凝土的背景网格模型。 (4)参考以前使用所用材料的力学参数,为星型骨料混凝土的各相材料赋予相应的力学参数,同时对混凝土试件添加底部约束,并在试件的顶部添加位移约束,对试件进行单轴拉伸的数值实验,最终得到了混凝土试件的受力云图,验证了本文所建立的星型骨料混凝土模型的正确性。