本书介绍了混凝土损伤力学本构理论涉及的连续介质力学基本概念、原理和数学工具。对梯度依赖塑性损伤耦合本构模型的理论和数值计算方法作了详细介绍。给出了ABAQUS大型有限元程序模拟混凝土4点剪切梁动力损伤破坏过程的原理、结果和数值计算技巧。给出了采用白光散斑法进行混凝土损伤试验的实验设备、试件准备和结果处理技术。
本书可作为力学、材料、土木、机械及相关专业研究生的教学参考书,也可供高年级本科生、一般工程技术人员和相关领域研究人员参考。
样章试读
目录
- 序
前言
第1章 张量及连续介质热力学基础
1.1 数学基础
1.2 张量代数
1.3 张量微积分
1.4 连续介质热力学基础
1.4.1 热力学第一定律
1.4.2 热力学第二定律
1.4.3 状态变量
1.4.4 热力学非局部理论
第2章 固体的损伤塑性局部本构模型研究
2.1 引言
2.2 损伤模型及有效变量表达式
2.2.1 Saanouni-Forster-Hatira 模型有效变量表达式
2.2.2 有效变量表达式的其他形式
2.2.3 本构关系
2.3 本构积分数值格式
2.3.1 方法的一般描述
2.3.2 未知量及相关项的具体形式
2.4 本构行为的数值试验与比较
2.5 数值应用
2.6 结束语
第2章参考文献
第3章 岩土材料弹塑性正交异性损伤耦合本构理论
3.1 引言
3.2 模型的一般热力学描述
3.2.1 连续介质的热力学
3.2.2 塑性流动准则及损伤准则
3.2.3 关于损伤应变与扩容计算的讨论
3.3 塑性损伤耦合描述
3.3.1 正交异性张量损伤模型
3.3.2 Mohr-Coulomb 准则的均匀化
3.4 小结
第3章参考文献
第4章 梯度增强的弹塑性损伤非局部本构模型理论研究
4.1 引言
4.2 已有相关模型简要介绍
4.2.1 面积加权平均的非局部模型
4.2.2 梯度增强的非局部本构模型
4.2.3 讨论
4.3 梯度增强的损伤塑性耦合本构关系
4.3.1 梯度增强损伤塑性的连续介质热力学
4.3.2 梯度增强的损伤模型
4.4 弹塑性损伤耦合本构模型的具体形式
4.4.1 损伤材料有效应力/应变关系
4.4.2 内变量演化律及加载条件
4.5 结束语
第4章参考文献
第5章 梯度增强的弹塑性损伤非局部本构模型数值计算研究
5.1 引言
5.2 用移动最小二乘法近似求解Laplace值的原理与格式
5.2.1 移动最小二乘法的数学原理
5.2.2 矢量a的计算
5.2.3 二维问题的基矢量p
5.2.4 三维问题的多项式基矢量p
5.3 数值应用
5.3.1 双面预制缺口平面应变试件的拉伸试验
5.3.2 金属板条的塑性损伤数值模拟
5.4 结束语
第5章参考文献
第6章 厚壁筒梯度依赖损伤解析
6.1 引言
6.2 加入损伤项的解析解
6.2.1 屈服条件
6.2.2 损伤演化方程
6.2.3 弹性区的解 (R≤r≤b)
6.2.4 损伤区的解 (a≤r≤R)
6.3 加入损伤梯度项的解析解
6.3.1 屈服条件
6.3.2 损伤演化方程
6.3.3 弹性区的解 (R≤r≤b)
6.3.4 损伤区的解 (a≤r≤R)
6.4 计算实例
6.5 结论
第6章参考文献
第7章 混凝土结构损伤过程区几何特性数值研究
7.1 引言
7.2 本构模型
7.2.1 损伤模型
7.2.2 塑性模型
7.2.3 本次计算的材料参数取值
7.3 载荷和几何模型
7.4 模型网格
7.5 数值模拟结果
7.5.1 双边缺口试件的计算结果
7.5.2 单边缺口试件的计算结果
7.6 结论
第7章参考文献
第8章 混凝土四点剪切梁破坏试验白光散斑法测量原理与装置
8.1 引言
8.2 数字散斑相关方法的发展概述
8.3 数字散斑相关方法原理
8.3.1 散斑场
8.3.2 基本原理
8.4 混凝土变形局部化的试验研究
8.4.1 试验准备
8.4.2 试验装置
8.4.3 试验结果
8.4.4 结论
第8章参考文献
第9章 高温下混凝土力-热-流耦合数学模型
9.1 引言
9.2 考虑质量传递和热传递的可变形孔隙体中的一般宏观守恒方程
9.2.1 宏观质量守恒方程
9.2.2 线动量守恒方程
9.2.3 能量守恒方程
9.3 本构方程
9.3.1 质量传递的本构方程
9.3.2 热传递的本构方程
9.3.3 固体相力学行为的本构关系
9.4 基于实验拟合的某些变量的数学表达式
9.4.1 孔隙率变量
9.4.2 液态水的饱和度Sw
9.4.3 液态水的密度
9.4.4 水蒸气压力的计算公式
9.4.5 混凝土固体骨架脱水速率
9.4.6 物理吸附水的饱和度
9.5 材料参数的取值
9.5.1 比热
9.5.2 汽化热和脱水热的取值
9.5.3 与质量传递相关的参数取值
9.5.4 弥散系数
9.5.5 作为混合物的混凝土的热传导系数
9.6 系统微分方程
9.6.1 系统微分方程的初、边值条件
9.6.2 微分方程等效积分及其弱形式
9.7 场变量的近似函数及有限元方程空间离散
9.8 结束语
第9章参考文献
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