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
易损局部特征及定义-结构损伤多尺度模拟与分析
【摘要】：结构中的损伤演化总是从易损局部开始的，为此需要首先明确“易损局部”的概念。第四点体现了结构损伤演化的多尺度跨层次特征，任一尺度或层次上的损伤演化过程和特征都取决于较低层次损伤演化过程及其力学行为的制约，同时也影响着较高层次的损伤进程和力学行为；这意味着易损局部在各个层次普遍存在且相互对应，共同决定了结构损伤演化过程。
结构中的损伤演化总是从易损局部开始的，为此需要首先明确“易损局部”的概念。结构中存在的初始缺陷（宏观裂纹或者缺陷、微裂纹、微孔洞、微缺陷等）的部位如果同时又位于结构中的高内力构件或者高应力（甚至在应力集中）的区域，就极易发生局部的损伤演化和力学性能劣化，导致相关的构件或者结构承载能力降低，这些部位即为结构的“易损局部”，它同时也是结构中的“薄弱环节”。易损局部通常具有以下特征：
（1）含有初始缺陷，构件与结构中的损伤萌生和演化肇始于此；
（2）通常具有较高的应力状态，可区分为两种情况，一是位于承受荷载的关键传力路径，在结构中承受的内力较大；二是由于局部构形剧变、焊连接等引起的应力集中现象，使得局部细节处存在较高的应力状态；
（3）位于结构的主要承力构件上，该构件力学性能的劣化将显著降低结构构件或者整体的承载能力，极端情况下可导致结构失效；
（4）对于一个结构整体而言，承受很大内力的构件可能是结构的易损局部；而对于一个构件而言，其易损局部将是构件中关键连接细节或是构件的危险截面。
其中，前两点分别从结构的物理特性以及施加在结构上的各种作用和效应的角度限定了结构损伤发生的基本条件，初始缺陷的存在使得结构较易产生局部劣化现象，成为结构损伤萌生并可能最终导致结构失效的内因；而施加在结构上的外荷载促使了初始缺陷的聚合、成长，在一定程度上决定了结构损伤演化过程，是导致结构失效的外因。内外因相互联系和影响并共同导致结构的最终失效。第三点属于针对结构损伤和表征方法的人为简化，即认为结构主要承力骨架体系上局部承载能力的持续下降是直接导致结构失效现象发生的主要原因，从而抓住结构损伤及其表征方法的主要矛盾，这对于分析复杂结构，特别是超静定结构的失效行为具有重要意义。例如，对于高层住宅常用的框剪结构而言，框架和剪力墙是结构体系中的主要承载构件，它们的损伤演化过程和规律直接威胁到结构整体的安全储备；而其他非承重墙等构件仅起到隔绝空间和美化等功效，其失效破坏不会对结构整体承载能力特征产生影响。第四点体现了结构损伤演化的多尺度跨层次特征，任一尺度或层次上的损伤演化过程和特征都取决于较低层次损伤演化过程及其力学行为的制约，同时也影响着较高层次的损伤进程和力学行为；这意味着易损局部在各个层次普遍存在且相互对应，共同决定了结构损伤演化过程。
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2023-08-26
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2023-08-26
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结构损伤多尺度模拟与分析验证详细阅读
在考虑材料损伤演化与失效过程的有限元分析中，损伤演化方程与结构平衡方程、几何方程、物理方程一起，构成基本方程组。目前耦合损伤的有限元计算方法主要有：全解耦方法。本章在上一章对两种多尺度方法基本理论介绍的基础上，分别阐述了两种多尺度分析方法在有限元计算软件ABAQUS中实施的算法流程与具体步骤，并通过算例分析以验证两种损伤多尺度分析方法各自的有效性和可行性。......
2023-08-26
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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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图6.31混凝土代表性体元的多尺度模拟示意图细观尺度域Ωmeso：细观分析的子区域，在其代表性体元meso－RVE材料是非均匀的，由骨料、基体、界面层和缺陷组成。在该区域混凝土视为宏观尺度上的均匀材料，耦合混凝土损伤演化方程，并离散为多个trans－RVE。图6.33给出了所发展的混凝土构件损伤跨尺度演化过程的自适应模拟与分析的实施流程图。......
2023-08-26
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但是，与图4.1中不同的是，定义结构中含细观缺陷的易损局部所在空间为ΩL，ΓGL表示结构整体区域与细观局部区域交界处。值得注意的是，在嵌套多尺度方法的空间描述中，易损局部域为ΩGL，该区域具有宏观与细观双重尺度属性，而在这里，易损局部域为ΩL，该区域仅具有细观尺度属性。......
2023-08-26
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2023-08-26
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