混凝土尺寸效应数值模拟研究进展
SHPB实验中试样形状和尺寸效应的数值模拟
数值模拟的尺寸效应
数值模拟的尺寸效应
在微观尺度上，尺寸效应可能导致由于模拟对象尺寸较小而产生的表面效应、量子效应或者材料非均匀性等问题。
这些效应在纳米材料、纳米器件等微观尺度的模拟中尤为显著。
在进行这些模拟时，需要考虑到尺寸效应对材料性质、结构稳定性以及相变行为等方面的影响，以确保模拟结果的准确性。
在宏观尺度上，尺寸效应可能导致由于模拟对象尺寸较大而产生的边界效应、尺寸依赖性等问题。
这些效应在大型结构、土木工程、流体力学等领域的模拟中也是一个重要考虑因素。
在这些模拟中，需要考虑到尺寸效应对结构强度、流场分布、热传导等方面的影响，以确保模拟结果的可靠性。
为了解决尺寸效应对数值模拟的影响，研究人员通常会采用多尺度模拟、尺度转换技术、修正模型参数等方法来提高模拟结果的准确性和可靠性。
此外，还可以通过对模拟对象的尺寸进行合理的缩放和参数调整，以减小尺寸效应对模拟结果的影响。
总之，尺寸效应在数值模拟中是一个重要的问题，需要从微观
和宏观两个尺度上进行全面考虑和分析，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
基于细观层次的混凝土抗压强度与尺寸效应的数值模拟
基于细观层次的混凝土抗压强度与尺寸效应的数值模拟孙占青【摘要】为了实现混凝土试件抗压强度与尺寸效应的仿真计算分析,在细观尺度下,把混凝土看作是由砂浆、粘结带和骨料组成的三相复合材料,细观尺度下的各相物理力学参数都以试验数据为依据,用随机骨料模型代表混凝土细观结构,利用有限元法和混凝土细观力学的本构关系,借助于计算机强大的运算能力,对混凝土复杂的力学行为进行数值模拟.通过计算发现:混凝土抗压强度和破坏过程与试验相吻合,试件的尺寸效应也符合一定的规律,而且随着试件尺寸的增大,抗压强度逐渐降低.【期刊名称】《黑龙江工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(025)001【总页数】4页(P6-9)【关键词】细观尺度;随机骨料模型;抗压强度;尺寸效应;数值模拟;本构模型【作者】孙占青【作者单位】北京工业大学建筑工程学院,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TU528.01混凝土作为建筑工程中一种常用的建筑材料，与其他材料相比（木结构、钢结构），具有取材容易，成本低廉，施工方便，可模性、整体性好的优点［1］，所以混凝土至今乃至以后仍然是建筑行业的支柱材料。
混凝土结构的使用至今约有一百五十多年的历史，在过去的一百多年时间里，人们对混凝土的研究主要是来自于试验。
从90年代开始，随着计算机技术的大力发展，人们对混凝土的研究也从宏观领域转到微观领域和细观领域，由于混凝土的试验工作要耗费大量的人力、物力和财力，对于一些大型的试件，还要受到试验条件的限制，细观数值模拟如今也成为研究混凝土力学性能的一个重要手段，这种方法既为理论研究的验证和广泛应用提供了先进的工具，又为试验研究创造了高效经济的计算机仿真技术，人们可以利用有限元法和混凝土细观力学的本构关系，借助于计算机强大的运算能力，对混凝土复杂的力学行为进行数值模拟。
为了研究混凝土试件的抗压强度与尺寸效应，本文将从细观损伤的角度采用随机骨料模型和有限元数值计算来研究混凝土的损伤破坏过程和抗压强度以及尺寸效应［2］。
混凝土抗剪强度尺寸效应的细观数值模拟
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学 技 术 出 版 社 ，２０ ：７—０ ０ ０ １ ４２ ５
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非均质混凝土损伤规律的数值模拟研究
料 的不 同微 观结 构 形 态 。上述 参 数 均 可 以根 据材 料 的实 际情况 选定 ， 以最 大 限度地 模 拟 材料 的 实 际
情况 。 控 制参数 确定后 ， 各颗粒 （ 括 夹 杂相颗 粒 ） 包 在
在 国内外 的文 献检 索 中少 见报 道 ， 因此 本文 进 行 的 研究有 重要 的理论意 义和应 用价值 。
基体中的位置依给定的随机方法生成， 不小于给定
的最小 间距 。位 置 、 直径 和 间距 的随 机 分布 规 律可
１ 混凝土随机骨料模型的生成
根 据实 际材 料 的微 观 结构 特 征 ， 采用 随机 投点
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力 学
非 均质 混凝 土 损伤 规 律 的数 值模 拟研 究
施
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坤
孙可明 李 凯
李晓勇
（ 辽宁工程技术大学 ， 阜新 １３ ０ ） ２０ ０
摘
要
应用 Ａ Ｓ Ｓ中的参数语 言建立混凝土随机 骨料结构模型 ， ＮＹ 并对该模型在单轴受拉 、 单轴受压及双轴拉压组合下 的加
粒 问的最小 间距 以及 “ 件 ” 试 的总 体 尺 寸 等 。通 过 控制夹 杂相 的体积 分数 ， 可分 析不 同组 分 比时 材料
的性能 ； 颗粒直 径 的调 整 ， 可模 拟 颗 粒 尺寸 效应 ； 颗 粒 的最 小 问距 的调 整 则 可 根 据 实 际情 况 模 拟 出材
在最 近几 年 越 来 越 受 到学 者 们 的欢 迎 ＿ 。采 用 ｌ 这种 方法 的前 提 是 建 立 材 料 细 观 结 构 的 有 限元 模 型 ， 括对混 凝 土 的几 何 建 模 和 网格 剖 分 ¨ 然 后 包 ， 才能 进行多 尺度计算 。
剪跨比对CFRP加固无腹筋混凝土梁剪切破坏及尺寸效应的影响研究
文章编号：1000-4750(2021)03-0050-10剪跨比对CFRP 加固无腹筋混凝土梁剪切破坏及尺寸效应的影响研究金 浏，夏 海，蒋轩昂，杜修力(北京工业大学城市减灾与防灾防护教育部重点实验室，北京 100124)摘 要：剪跨比对FRP 抗剪加固梁的裂缝开展和破坏模式有重要影响，但对FRP 加固梁抗剪强度及尺寸效应的影响研究较少。
采用三维细观数值模拟方法，考虑混凝土细观组成的非均质性及碳纤维布(CFRP)与混凝土之间的相互作用，建立了CFRP 加固无腹筋钢筋混凝土梁剪切破坏力学分析模型。
在验证细观模拟方法合理性的基础上，拓展模拟与分析了剪跨比对CFRP 加固钢筋混凝土梁剪切破坏及尺寸效应的影响机制与规律。
研究结果表明：剪跨比对CFRP 抗剪加固梁剪切破坏模式影响较大，剪跨比越大，加固梁愈趋近于延性较好的斜拉破坏；剪跨比对CFRP 加固梁抗剪承载力有较大影响，对抗剪强度尺寸效应影响较小；剪跨比对加固梁中的CFRP 剪切贡献影响较大，剪跨比越大，CFRP 对加固梁的抗剪效果越好，其中对中型剪跨比(λ=2.5)的梁加固效果最有效。
关键词：CFRP 加固；混凝土梁；剪跨比；抗剪强度；尺寸效应中图分类号：TU375.1 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.01.0028EFFECT OF SHEAR-SPAN RATIO ON SHEAR FAILURE AND SIZE EFFECT OF CONCRETE BEAMS WITHOUT WEB REINFORCEMENTSTRENGTHENED BY CFRPJIN Liu , XIA Hai , JIANG Xuan-ang , DU Xiu-li(The Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)Abstract: The shear-span ratio has an important influence on the crack development and on the failure mode of reinforced concrete (RC) beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP). However, there were few studies on the effects of its shear strength and size effect. A mechanical analysis model for shear failure of reinforced concrete beams strengthened with CFRP was established by using three-dimensional numerical meso-scale simulation method, considering the meso-heterogeneity of the concrete and the interaction between the CFRP and concrete. Based on the verification of the rationality of the meso-scale method, the influence mechanism and law of the shear-span ratio on the shear failure and size effect of CFRP-strengthened RC beams were simulated and analyzed. The results show that: the shear-span ratio has a great influence on the shear failure mode of the strengthened beam, and the larger the shear-span ratio, the closer the beam is to the cable-stayed failure with better ductility. The shear-span ratio had better shear capacity for CFRP-strengthened beams and the influence on the size effect of shear strength was small. The shear-span ratio has a greater influence on the CFRP shear contribution in the strengthened beam. The larger the shear-span ratio, the better the shear effect of CFRP on strengthened beams. The beam reinforcement effect of the shear-span ratio (λ = 2.5) is most effective.Key words: CFRP reinforcement; concrete beam; shear-span ratio; shear strength; size effect收稿日期：2020-01-14；修改日期：2020-06-13基金项目：国家重点研发计划项目 (2018YFC1504302)；国家自然科学基金项目(51822801，51421005)通讯作者：杜修力(1962−)，男，四川人，教授，博士，博导，主要从事地震工程领域研究(E-mail: ****************.cn ).作者简介：金 浏(1985−)，男，江苏人，教授，博士，博导，主要从事混凝土与混凝土结构领域研究工作(E-mail: *******************);夏 海(1994−)，男，河南人，硕士生，主要从事混凝土构件尺寸效应研究(E-mail: *******************);蒋轩昂(1996−)，女，湖南人，博士生，主要从事混凝土尺寸效应方面研究工作(E-mail: *****************).第 38 卷第 3 期Vol.38 No.3工 程 力 学2021年3 月Mar.2021ENGINEERING MECHANICS50剪切破坏是混凝土梁失效模式中最危险的一类，抗剪承载力是衡量钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)梁承载能力的一项重要指标，因此梁的抗剪能力不足时需要进行抗剪加固[1 − 3]。
混凝土单轴抗压强度的尺寸效应数值模拟
混凝土单轴抗压强度的尺寸效应数值模拟
毛苏毅
【期刊名称】《科技创新导报》
【年(卷),期】2008(000)005
【摘要】采用离散单元分析方法,用二维梁一颗粒模型BPM(beam-pirticle model)时两种不同尺寸下的混凝土的单轴压缩破坏进行了数值模拟.分析表明,混凝土的抗压强度存在明量的尺寸效应,即随着尺寸的增加,混凝土的强度有所下降.【总页数】2页(P111-112)
【作者】毛苏毅
【作者单位】沈阳建筑大学土木学院,辽宁沈阳,110168
【正文语种】中文
【中图分类】TU37
【相关文献】
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2.水泥聚苯模壳格构式混凝土墙体尺寸效应数值模拟 [J], 杨璐;陈虹;刘洋
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射流侵彻混凝土介质数值模拟及影响因素研究_郑平泰
纲应变率 , E为实际应变率, E 0 = 1 1 0 s- 1 为参照应
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弹 箭与 制 导学 报
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2007ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ年
变率 ; A 、 B、 C、 N 为材料常数, A 为规一化内聚强 度, B 为规一化压力硬化系数 , N 为压力硬化指 数, C 为应变率系数。 H JC 模型关于混凝土材料的损伤因子 D( 0 [ D [ 1 ) 由等效塑性应变和塑性体积应变累加 得到 , D 的表达式为 : D=
结果与实验数据基本吻合。通过数值模拟计算重点分析了药型罩锥角、 药型罩厚度、 壳体厚度、 炸高和装药长 度对聚能射流侵彻效能的影响规律。研究结果表明 : 药 型罩锥角、 药型罩 厚度和炸高 对聚能射 流的侵彻 深度 和侵彻孔径影响较大 , 而壳体厚度和装药长度对 侵彻效能影响较小。 关键词 : 聚能射流 ; 侵彻 ; 混凝土介质 ; 数值模拟 ; 影响因素 中图分类号 : TJ4101 6 文献标志码 : A
为: 密度 : 10 g/ mm , 强度或屈服应力 : M Pa , 杨 氏模量 E: GPa , 剪切模量 G: GPa , 体积模量 K : GPa , K 1 ~ K 3 : GP a, k: 10 # m m , 其它参数的
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量纲均由基本物理量导出。
表3 Q 0 G 14. 86 P crush 16 C 0 . 007 混凝土材料模型参数 f cs 44 E v, crush 0 . 001 EF min 0 . 01 S max 7. 0 E v , l ock 0. 1 N 0 . 61 T 4. 1 P l ock 800 K3 208 A 0. 75 K1 85 B 1 . 65 K2 - 171