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最大熵原理在坝体混凝土断裂韧度反演中应用被引量：6: 2008年; 根据原型观测资料,计算混凝土坝缝端应力强度因子集,运用最大熵原理从理论上推导其熵概率密度函数,在此基础上给出了反演坝体混凝土断裂韧度的计算方法。该方法直接根据样本的数字特征值进行推断,而不是先假设成经典的概率分布,包含最少的主观假定,具有更充分的数学和物理意义。结合具体工程实例,并与传统方法进行对比分析,证实了该方法的有效性、可行性,为反演坝体混凝土断裂韧度的典型小概率法提供了更为坚实的计算理论基础。; 丛培江张燕; 关键词：最大熵大坝断裂韧度反演

基于随机骨料数学模型的混凝土弹性模量预测被引量：23: 2007年; 按照混凝土试件的实际配比计算出各粒径区间的骨料体积含量,对骨料颗粒进行随机投放,生成随机骨料的数值模型。对不同形状骨料的随机骨料模型建立的体积表征单元(RVE)施加均匀位移边界条件,通过有限元方法计算该RVE中的应力和应变场,然后由细观力学数值均匀化方法预测RVE的有效弹性模量。数值计算结果和试验值的对比表明,基于随机骨料模型的混凝土弹性模量的预测是有效的,骨料含量为40%和60%时预测值与试验值相近;由多边形骨料模型得到的弹性模量略高于圆形骨料,骨料的空间分布对于预测结果的影响甚微。假定材料的细观单元力学性质服从Weibull分布时,预测的有效弹性模量结果偏低,且随均质度的减小而减小。; 应宗权杜成斌孙立国; 关键词：细观力学有效性质随机骨料模型 WEIBULL分布

任意形状混凝土骨料的数值模拟及其应用被引量：73: 2006年; 提出了平面二维、空间三维任意形状混凝土骨料的模拟方法。通过一次性形成所有同级骨料的基骨料,再对所有的基骨料进行随机延拓,生成任意形状的随机骨料。提出的算法避免了逐个投放效率低、生成的骨料含量低的缺点。三维骨料任意形状的模拟中,假定同一级配中的骨料粒径呈正态分布,建立了以体积为标度的凸型骨料的生长模式和骨料凸性条件,根据多面体的每个面的面积是否大于限定面积,确定该面是否需要延拓,同时以延生点与延伸面以外的所有边界面组成的体积都应该大于零作为凸性限定条件。采用体积和测试法进行骨料的侵入判别。在此基础上研制了相应的二维骨料、三维骨料随机投放软件2D-RAS和3D-RAS。生成的数值混凝土二维骨料含量可达65%以上,三维骨料含量可达55%左右,基本可以满足全级配混凝土的生成需要。最后还对三维混凝土任意骨料形状的弯拉梁的破坏过程进行了初步研究,得出任意多面体骨料试件的极限承载力要大于圆球骨料试件,任意多面体骨料试件所对应的位移相对较大等结论。; 杜成斌孙立国; 关键词：全级配混凝土延拓数值模拟

考虑界面影响的混凝土弹性模量的数值预测被引量：23: 2008年; 提出了一种考虑界面过渡层影响的混凝土弹性模量的数值预测方法。将球形骨料与包裹它的界面过渡层作为二相复合球结构的等效颗粒,由广义自洽方法计算不同粒径骨料与界面过渡层组成复合球的有效模量。然后由等效颗粒生成的随机骨料模型建立体积表征单元,施加均匀位移边界条件,通过数值方法计算该体积表征单元中的应力和应变场,由细观力学数值均匀化方法预测体积表征单元的有效弹性模量。计算结果表明:对于不同骨料含量的混凝土,有效弹性模量的预测值与试验值非常接近,界面过渡层的厚度对混凝土的整体弹性性质有较大影响。; 应宗权杜成斌; 关键词：细观力学有效弹性模量随机骨料模型

Extended Finite Element Method and Its Application in Heterogeneous Materials with Inclusions: <正>Concrete Composites or multi-phase materials are characterized by a distinct heterogeneous microstructure. ...; Chengbin Du,Zongquan Ying,Shouyan Jiang Dept.of Engineering Mechanics,Hohai University, Nanjing 210098,; 文献传递

裂纹的扩展有限元数值模拟研究被引量：2: 2010年; 扩展有限元方法中,结构的不连续模拟通过单位分解的方法对位移模式的局部富集来实现,这个技术可以使得裂纹的不连续性独立于结构的单元划分。阐述了富集函数的构造、支配方程的建立、数值积分方案及程序实现等。对于线弹性体裂纹的模拟,通过一个跳跃函数和二维裂纹尖端位移渐进场来考虑裂纹的不连续性和奇异性。通过编制扩展有限元程序,模拟了各向同性介质中的二维裂纹。最后通过算例的模拟结果证明了该方法的精确性和实用性。; 应宗权王友元杜成斌; 关键词：数值积分应力强度因子

混凝土梁弯拉断裂过程的细观分析被引量：13: 2007年; 将混凝土看成是由骨料、砂浆和界面过渡层组成的三相复合材料．结合部分力学参数试验，采用非线性有限元对混凝土梁受弯拉破坏过程进行了数值模拟．按照试件的实际配比，由Walraven公式计算出各种粒径区间骨料的平面等效面积，然后由随机骨料模型生成混凝土数值试件．混凝土细观结构的破坏由最大拉应力准则判别，对于软化段，采用了应力-张开位移模型以缓解计算结果的网格依赖性．计算结果表明：界面厚度取0．2—0．8mm，对试件的荷载-位移全曲线的影响不大；任意形状骨料与圆形骨料的计算结果相近；界面层断裂能对梁宏观荷载-位移曲线的形状影响较大．; 应宗权杜成斌刘冰; 关键词：细观分析随机骨料模型弯拉强度

颗粒增强复合材料的扩展有限元模拟方法被引量：7: 2011年; 为了简化颗粒增强复合材料的单元划分问题,采用扩展有限元的富集技术模拟材料的非均质性。在扩展有限元理论框架下,无须严格按照材料的几何边界划分计算网格,从而使单元划分十分简便。利用水平集函数来表征夹杂材料的几何界面,并构造富集函数以修正与材料界面相交单元的形函数。对于包含多种材料的单元,只需要进行单元分解,分区域形成单元刚度矩阵。阐述了扩展有限元位移模式的构造,支配方程的建立以及数值积分方案等。最后,分别应用扩展有限元和常规有限元方法模拟了单轴受拉的颗粒增强材料,计算结果表明扩展有限元方法是简单有效的。; 应宗权杜成斌王友元; 关键词：数值积分

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国家自然科学基金(50539030-1-1)