混凝土厚壁筒梯度依賴損傷模型解析解.pdf

1、厚壁圓筒在工程中是一種典型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。各種各樣的水泥管道、涵洞、煤礦的巷道，以及飛機的機身、鍋爐和壓力容器等，都可以簡化成厚壁筒問題來計算。由于耐壓厚壁筒結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于船舶與海洋工程、建筑、石油、電力、化工、機械等國防與民用工業(yè)領(lǐng)域，所以，對于厚壁圓筒的研究在工程中具有很重要的意義。 本文給出了損傷力學(xué)的基本概念和理論基礎(chǔ)。用損傷的概念來描述混凝土的破壞過程，給出了混凝土應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)€中各階段損傷的發(fā)展，揭示了混凝土破壞機理的

2、實質(zhì)。介紹了幾種較為成熟的混凝土損傷模型。介紹了混凝土非局部原理，并介紹了幾種混凝土的非局部梯度依賴損傷模型。 對于受內(nèi)壓的厚壁圓筒問題，在經(jīng)典塑性力學(xué)中，已經(jīng)被很好的研究過。對于不同的材料(理想彈塑性材料，彈性一應(yīng)變強化塑性材料等)的受內(nèi)壓的厚壁圓筒在不同狀態(tài)(平面應(yīng)力和平面應(yīng)變狀態(tài))下的解，已經(jīng)有學(xué)者基于不同的本構(gòu)模型給出了其解，但對于混凝土類材料的研究較少，尤其對于準(zhǔn)脆性材料所特有的尺寸效應(yīng)，經(jīng)典塑性力學(xué)也不適應(yīng)。為了解決

3、這些問題，本文決定采用梯度依賴的損傷本構(gòu)模型來對受內(nèi)壓厚壁圓筒問題進(jìn)行分析，期望能得到更好的解。 本文給出了平面應(yīng)變狀態(tài)下受內(nèi)壓的混凝土厚壁圓筒的應(yīng)力解析解。對于受內(nèi)壓的厚壁圓筒，應(yīng)用加入了損傷與損傷梯度項的Mohr-Codomb屈服準(zhǔn)則來判定其屈服，將屈服后的厚壁筒劃分為損傷區(qū)與彈性區(qū)。采用各向同性損傷，這樣可以使損傷的梯度項為具體的數(shù)值而不是張量，并采用Mazars損傷模型。應(yīng)用損傷梯度理論來描述材料處于損傷狀態(tài)下的本構(gòu)行為