数学渐进均匀化方法从物理量的数学渐进展开出发，属于多尺度摄动方法范畴，称为数学平均化方法。渐进均匀化方法的基本思想是，在载荷作用下的结构场变量将随着宏观尺度中的坐标点x的变化而变化。这样一来，有必要将上述渐进均匀化方程转换成增量表达形式。...
2023-08-26 理论教育
结构损伤多尺度模拟与分析
- 详细阅读
-
结构损伤分析：疲劳裂纹萌生机制分析详细阅读
由图可见，疲劳裂纹萌生于试样内部预制裂纹尖端存在初始缺陷的位置，再逐步扩展至试样表面，形成了试样内部疲劳裂纹尖端“领先”表面裂纹扩展的现象。图2.30试样疲劳断口及其分区图2.31疲劳裂纹源区的电镜观测图像...
2023-08-26 理论教育
-
钢筋混凝土粘结界面损伤多尺度模拟详细阅读
图6.19钢筋混凝土结构损伤一致多尺度建模示意图...
2023-08-26 理论教育
-
疲劳裂纹出现过程中的损伤多尺度分析详细阅读
根据前述疲劳裂纹的萌生与演化机制的分析，演化过程可分为斜腹杆内部疲劳微裂纹萌生、扩展至表面可见裂纹与表面裂纹扩展这样三个阶段。由此可见，尽管损伤从材料层次到构件层次的演化并非跨尺度过程，其材料层次特征响应演化规律的变化也预示着构件层次特征响应的演变，材料层次损伤演化即疲劳微裂纹加速扩展的阶段同样可视为构件损伤跨层次演化的特征。...
2023-08-26 理论教育
-
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 理论教育
-
UMAT的调用方法及分析详细阅读
用户子程序UMAT具有如下特点：可以根据需求自定义材料本构关系，结合ABAQUS强大的非线性求解器，使用材料库中没有的材料进行计算，以扩充程序功能。在ABAQUS／Standard软件中调用UMAT的流程图已在4.4.2节中给出。从前述介绍可以看出，应用ABAQUS提供给的Fortran程序接口UMAT，可以自行定义ABAQUS材料库中没有的材料本构方程和算法，实现材料损伤特性的引入。...
2023-08-26 理论教育
-
结构损伤多尺度模拟：有效性验证详细阅读
为验证一致多尺度损伤分析中最关键的跨尺度界面单元衔接的效果，这里以一箱形截面悬臂梁为例，考察一致多尺度模拟与单一尺度模拟的计算效果。值得注意的是，在建立多尺度有限元模型时，跨尺度界面位置的选取非常重要，需要在宏细观交界面与损伤孔洞之间留有足够的过渡区。...
2023-08-26 理论教育
-
金属结构焊接区微观缺陷与演化特性分析详细阅读
发生在钢结构的焊连接处等易损部位的损伤演化过程是一个细观层次上的初始缺陷演化成宏观损伤的过程，在这个过程中，微细观缺陷附近首先产生应力集中，局部高应力的作用驱使微细观缺陷演化为更大的缺陷，并最终导致构件或结构的破坏。...
2023-08-26 理论教育
-
结构损伤多尺度模拟-跨尺度演化规律详细阅读
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。...
2023-08-26 理论教育
-
结构损伤多尺度模拟方法的基本方程详细阅读
以一个任意形状的结构体为例，对嵌套多尺度损伤模拟中的不同尺度域及其边界进行定义和描述。图4.1嵌套多尺度损伤模拟中的尺度域与边界示意图定义结构整体所在的空间为Ω，所属边界为Γ，而Γu和Γτ分别为施加在边界Γ上的已知位移和已知应力。区域ΩGL中的损伤与力学行为需要考虑其在宏观与细观两个尺度下的损伤演化过程方能确定。...
2023-08-26 理论教育
-
微裂纹的成核与扩展行为详细阅读
由于材料微观结构会影响微裂纹的扩展，即晶界严重阻碍微裂纹的扩展，绝大多数微裂纹尖端扩展到晶界处即停止。研究金属材料疲劳微裂纹扩展行为时发现，微裂纹在低应力水平下大都在0.1mm左右的长度就停止扩展，据此晶粒尺寸d0可取为0.1mm。...
2023-08-26 理论教育
-
宏细观损伤与结构响应的分析分析详细阅读
图2.38各焊接试样损伤演化过程宏细观关联性对比图2.39试样中的微孔洞和微裂纹演化过程以上分析表明，焊接构件内部缺陷的体积、类型、分布及其演化过程都在一定程度上影响了构件的延性损伤演化过程，微裂纹的演化是导致焊接构件卸载弹模迅速折减的主要因素，均匀分布的微孔洞和微裂纹之间的相互作用较易导致构件萌生宏观主裂纹并迅速发生断裂。...
2023-08-26 理论教育
-
结构中耗能型损伤的表征与量化方法详细阅读
现有的结构层次上的损伤量化方法是建立一个表示已发生损伤的程度的损伤指标，一般是基于结构测量模态参数的变化来识别或评估结构损伤。显然这种结构损伤指标不能体现结构中的损伤演化致失效的发生机理，更不能满足以结构剩余寿命或剩余承载力分析为目的的结构损伤评估。...
2023-08-26 理论教育
-
结构损伤的层次表征与量化方法详细阅读
由于损伤演化过程造成构件承载能力不断降低，从这个意义上看，构件承载能力的丧失可用于表征构件中损伤的变化。对于结构中典型构件而言，其损伤及其演化进程一般由易损局部的材料体元的损伤状态和演化过程决定。按照上述构件层次损伤的定义与定量方法，就可从损伤结构承载能力特征的内涵与外延出发，参考结构损伤实验模拟研究的结论，提出钢架结构损伤的承载能力表征方法，以及基于构件体元的损伤量化方法。...
2023-08-26 理论教育
-
结构损伤模拟与分析：局部坐标系到整体坐标系的约束方程转换详细阅读
在大型有限元软件中应用约束方程往往是需要在整体坐标系下的。这就需要把跨尺度界面在局部坐标系下建立的节点位移约束方程通过坐标转换矩阵转换到整体坐标系下，以方便在大型有限元软件中应用。同梁单元从局部坐标系转换到整体坐标系的方法类似，首先有坐标转换矩阵如下：其中lx′X，lx′Y，lx′Z是局部坐标系x′轴对整体坐标系X，Y，Z轴的三个方向余弦。...
2023-08-26 理论教育
-
焊接区域细观裂纹损伤的多尺度表征详细阅读
同时裂纹的分布及扩展特性对损伤的影响亦不容忽视。...
2023-08-26 理论教育