结构损伤一致多尺度分析的关键是在不同尺度的模型衔接起来进行计算，为此首先需要将前述跨尺度界面单元衔接方法引入ABAQUS，按软件指定的格式引入跨尺度界面上须满足的位移约束方程。但是由于K2本身是奇异的，同时计算机有效位数是有限的，α过大会导致系统方程病态而使计算失效。根据所建立的结构一致多尺度模型并通过宏细观变量的跨尺度关联，便可实现结构损伤的并发多尺度计算。......
2023-08-26
结构损伤多尺度模拟-跨尺度演化规律
【摘要】：目前对在疲劳损伤过程中微裂纹成核与扩展问题的研究，大都是在单一尺度下进行。疲劳损伤累积过程中的微裂纹成核与扩展阶段的疲劳损伤过程是一个跨尺度演化行为，在细观尺度下，表现为微裂纹的成核与扩展造成的微观缺陷的增长，在宏观尺度下，表现为微裂纹扩展的群体效应造成宏观疲劳损伤累积和寿命消耗。
疲劳损伤累积导致的失效是金属结构失效的主要形式之一，因此掌握结构中疲劳损伤累积的状态以进行疲劳寿命预测对结构设计和维护有至关重要的作用。过去几十年来，尽管很多学者对疲劳研究领域做了大量的工作，但准确评估疲劳损伤状态和预测疲劳寿命依然是极具挑战性的问题。研究发现，结构在疲劳损伤累积过程中的很高比例的疲劳寿命消耗在宏观疲劳裂纹出现之前的微裂纹成核与扩展阶段。对于低周疲劳问题，在此阶段消耗掉大约70%～90%的疲劳寿命，而对于高周疲劳，在此阶段甚至消耗掉高于95%的疲劳寿命。因此，对结构疲劳状态的评估必须建立于对微裂纹成核与扩展阶段的疲劳损伤演化特征的认知之上。而微裂纹成核与扩展阶段的疲劳损伤量化问题一直是疲劳领域长期以来的难点问题。目前对在疲劳损伤过程中微裂纹成核与扩展问题的研究，大都是在单一尺度下进行。或者是在细观尺度下，研究微裂纹的扩展行为，或者是在宏观尺度下，将微观缺陷等效为连续的损伤变量，利用连续性损伤力学的方法来研究在微裂纹成核与扩展阶段的疲劳损伤演化。在细观尺度下，研究微裂纹的行为特点，大都是关注一条或者几条单独的微裂纹。但事实上微裂纹成核与扩展阶段损伤演化是大量微裂纹共同演化的过程，研究单独一条或者几条微裂纹的行为特点，不能给出工程结构整体疲劳状态的评估。在宏观尺度下，用连续性损伤力学的方法研究宏观疲劳损伤演化，由于忽略了微观裂纹萌生与扩展的细节，又不能很好地认清微裂纹成核与扩展的行为及其对疲劳累积的作用。疲劳损伤累积过程中的微裂纹成核与扩展阶段的疲劳损伤过程是一个跨尺度演化行为，在细观尺度下，表现为微裂纹的成核与扩展造成的微观缺陷的增长，在宏观尺度下，表现为微裂纹扩展的群体效应造成宏观疲劳损伤累积和寿命消耗。因此，对于这样的损伤多尺度演化问题必须用多尺度方法进行研究。
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2023-08-26
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结构损伤多尺度模拟与分析：混凝土损伤特征与演详细阅读
构件受力后，钢筋和混凝土之间有相对滑移趋势时，产生摩阻力。这个过程就是钢筋混凝土粘结界面的损伤演化过程。现行钢混结构设计理论大多是基于平截面假定进行的，这隐含着钢筋和混凝土这两种性质截然不同的材料粘结良好，以确保二者变形协调。保障钢筋和混凝土的粘结良好是确保钢混结构安全的重要条件之一。图2.44钢筋与混凝土粘结失效引发的结构破坏......
2023-08-26
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2023-08-26
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结构损伤多尺度模拟案例-数值模拟成果详细阅读
本节将展示一个典型的混凝土试样由微裂纹扩展导致破坏的数值模拟案例，以说明所提出的混凝土细观多裂纹模型可以有效地模拟混凝土中裂纹扩展导致构件破坏的全过程。图3.20混凝土单轴拉伸试样对任何一种混凝土配比，将随机产生8～10个数值分析的试样。图3.21微裂纹扩展导致试样破坏的全过程模拟如图3.21是试样初始状态下的裂纹分布状。......
2023-08-26
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结构损伤多尺度模拟：分形概念详细阅读
分形维数可对此类自相似现象的整体特性提供数学描述。分形研究的对象是具有不规则性和自相似性的无序系统，定量描述这种自相似性的参数是分形维数，分形维数的变化是连续的。可以用分形维数来表征广泛存在于自然界的一类无序、复杂、奇异客体。......
2023-08-26
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结构损伤多尺度模拟与分析详细阅读
对这些易损部位就需要考虑材料与结构在细观尺度下存在的细观缺陷及其非连续、非均匀特征进行损伤分析，在这些易损局部的复杂几何构造细节和在内部客观存在的细观缺陷，导致局部热点应力升高、触发损伤演化。分析其组成材料的性能、含量、界面、缺陷等，基于对这些细观构造与缺陷的细观分析结果来确定这些易损部位在宏观尺度下结构模型中的近似于均匀材料的等效性能。......
2023-08-26
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结构损伤的多尺度模拟与分析详细阅读
因此，结构损伤的量化其实已转化为与特定结构构成和内力分配关系相关的求解过程。对于不同类型的结构，有必要针对其特定的构造形式专门研究其结构损伤的量化方法。......
2023-08-26
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