1、本文采用細觀計算力學(xué)方法,將混凝土梁在細觀層次上看成是由粗骨料、砂漿及其二者之間的界面組成的非均質(zhì)復(fù)合材料,采用有限元方法,在對大型商業(yè)有限元軟件Ansys二次開發(fā)的基礎(chǔ)上,引入雙折線損傷模型,對三級配混凝土梁在靜、動荷載下的力學(xué)性能和破壞過程進行了數(shù)值模擬。根據(jù)三級配混凝土的骨料數(shù)量計算公式,計算混凝土梁內(nèi)部各級骨料顆粒的數(shù)目。采用蒙特卡羅方法,產(chǎn)生骨料顆粒在梁中的隨機位置坐標(biāo),然后通過Fortran語言編輯子程序,此子程序可以將之前

2、生成的混凝土梁骨料位置坐標(biāo)進行批處理,同時轉(zhuǎn)化為Ansys軟件可讀的命令流程序,從而就建立起了混凝土隨機骨料模型。再對混凝土材料隨機骨料模型進行有限元網(wǎng)格自動剖分,并對各種單元材料進行賦值,在細觀層次上較真實的模擬了三級配混凝土復(fù)雜的、高度非均質(zhì)性。采用彈性損傷本構(gòu)模型,通過數(shù)值模擬計算得到混凝土材料在不同種類荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。本文的研究工作可以總結(jié)為以下幾個方面：(1)通過Ansys軟件并且結(jié)合Fortran程序建立了新的混

3、凝土隨機骨料模型,并且通過改變隨機數(shù)的方法,將此混凝土模型中骨料位置改變,從而得到了一組骨料位置各不相同的混凝土模型,此模型的主要特點是,骨料數(shù)目是相同的,但是骨料位置是隨機的,建立這組模型的主要目的在于模擬工程實際當(dāng)中骨料位置隨機分布的特點。(2)對模型施加了靜荷載和動荷載,并進行了數(shù)值模擬計算,通過對比計算結(jié)果以及從數(shù)值模擬中得到的P-S曲線圖之后,作者利用P-S曲線的拐點處所對應(yīng)的荷載值確定了混凝土梁的極限承載力。(3)在確定了極

4、限承載力之后,作者對四種骨料位置各不相同的混凝土模型分別施加了靜荷載和沖擊荷載,并對其進行數(shù)值模擬,從計算結(jié)果中提取出各梁在靜力和沖擊荷載作用下的P-S曲線,通過對比得到了當(dāng)荷載值相同,但是骨料位置不同時混凝土靜、動承載力的變化規(guī)律。(4)選取之前所建立的4種隨機骨料模型之一,對其施加4種不同速率的沖擊荷載,并進行數(shù)值模擬計算,從而得到了當(dāng)混凝土梁在受到不同速率沖擊荷載作用下的動承載力變化情況,同時結(jié)合之前的計算結(jié)果,得到了混凝土梁動承