国家自然科学基金(11172186)
- 作品数：12 被引量：41H指数：4
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- 相关领域：理学建筑科学更多>>
- FRP加固再生混凝土圆柱力学性能试验研究被引量：2
- 2014年
- 通过混凝土圆柱轴心受压试验,研究了0%、50%、100%3种粗骨料取代率对再生混凝土圆柱抗压强度的影响以及碳纤维(CFRP)布或玄武岩(BFRP)布加固后圆柱的力学性能。试验结果表明:再生骨料取代率对再生混凝土圆柱的力学性能有一定影响,取代率为100%时,圆柱的抗压强度和极限应变均有所增加;而取代率为50%的再生混凝土的横向变形系数略低于天然骨料混凝土的横向变形系数。纤维增强型复合材料(FRP)加固再生混凝土能有效提高结构的承载能力和改善其变形性能,增加构件的延性;其中CFRP加固比BFRP加固效果更为显著。FRP加固再生混凝土与加固天然混凝土类似,其应力-应变曲线表现为明显的双线性,与所选模型计算结果符合良好。
- 华文董世明徐积刚
- 关键词：碳纤维玄武岩纤维再生混凝土力学性能
- 不同加载条件下平面应力圆盘应力和位移的全场解被引量：1
- 2017年
- 不同加载条件下平面应力圆盘(简称巴西圆盘)应力场和位移场的研究,对于弹性力学、岩石力学和断裂力学而言具有重要的理论价值和工程实用价值。为得到不同加载条件下巴西圆盘应力场和位移场的数学表达式,依据弹性理论和巴西圆盘集中载荷作用下应力场的幂级数展开式,得到巴西圆盘在集中载荷作用下位移场的数学表达式;通过数理分析得到均布载荷作用下巴西圆盘试件应力场的数学表达式,并获得位移场的数学表达式。计算结果表明:径向应力σr、周向应力σθ和径向位移u均关于θ=0轴对称,切应力τrθ和切向位移v均关于θ=0轴反对称;在集中力作用点或分布载荷的边界点,应力场发生剧烈变化,位移场只有外围边界处的位移有较大变化,因此相同条件下,载荷类型对应力场的影响要大于对位移场的影响;另一方面,载荷类型的不同只对其作用点或作用区间附近(即ρ较大时)的应力场或位移场有重要影响,对离载荷作用点或作用区间较远的地方(即ρ较小时)的应力场或位移场影响极小,这一结论与圣维南原理完全一致。此外,径向位移u随ρ的增大而增大,切向位移v在ρ=0.7附近较大,在圆盘的中心和四周均较小。进一步的分析结果表明,国外有关学者所得均布载荷作用下巴西圆盘应力场的幂级数公式可进一步化简、合并,本文结果是均布载荷作用下巴西圆盘应力场的最简洁形式。
- 董世明李一凡徐积刚
- 关键词：平面应力应力
- 平台巴西圆盘复合型加载下T应力计算法
- 2016年
- 平台巴西圆盘(CFBD)具有避免加载点处应力集中、保证破坏由预制裂纹尖端处起始的优点,成为研究脆性材料断裂性能的常用试件之一。最近的研究发现,T应力也会影响材料断裂性能,但平台巴西圆盘并没有计算T应力的解析公式。使用解析分析与有限元数值分析相结合的方法,对复合型加载条件下平台巴西圆盘试件的T应力进行了计算,并对误差进行了系统的分析。结果表明,在一定载荷分布角内相对裂纹长度?≤0.65时,不管是纯I、纯II还是复合型加载条件下平台巴西圆盘计算的T应力都可以用中心裂纹巴西圆盘均布载荷下T应力计算公式来计算;T应力相对误差随着相对裂纹长度的增加而增加。
- 李一凡董世明李念斌
- 关键词：平台巴西圆盘
- 围压对巴西圆盘应力强度因子影响的数值分析被引量：4
- 2014年
- 为了验证巴西圆盘在围压作用下应力强度因子公式的正确性,论文使用有限元分析方法计算了不同相对裂纹长度下围压单独作用以及围压与集中力共同作用时巴西圆盘的应力强度因子,并与解析解进行了对比分析.计算结果表明:纯围压作用下巴西圆盘的应力强度因子的解析解与数值解结果非常接近,两者的相对误差最大仅为0.535%;围压与集中力共同作用时的I型应力强度因子解析解与数值解也非常吻合,两者计算误差很小,仅在纯II型裂纹临界加载角附近有较大误差,但最大相对误差仅为2%,从而证明了巴西圆盘在围压作用下应力强度因子公式的有效性和可靠性.计算结果亦表明:直接将试件放在液体中加压去研究围压对断裂韧度的影响,在实验方法上缺乏理论依据.
- 徐积刚华文董世明
- 关键词：围压应力强度因子
- 中心裂纹巴西圆盘压缩载荷下T应力研究被引量：7
- 2016年
- 为了研究中心裂纹巴西圆盘试件在压缩载荷作用下T应力的解析计算方法,通过权函数法推导出集中载荷作用下T应力的显式表达式,进而得到分布载荷作用下的T应力表达式。与边界配位法进行对比,所得公式优点在于任意相对裂纹长度和任意加载角下的T应力值都能较容易的精确得到。进一步分析表明,分布载荷与集中载荷作用下T应力的偏差随着载荷分布角的增加而增加。集中载荷作用下,相对裂纹长度固定时,T应力随着加载角的增大而增大。中心裂纹巴西圆盘纯I型与纯II型断裂试验时,大多数情况下的T应力都为负值。T应力值对中心裂纹巴西圆盘测定断裂韧度试验有影响,想要通过使T应力为0来消除这种影响是很难达到目的的。
- 李一凡董世明华文
- 关键词：权函数法解析解
- 一类非均布载荷下中心裂纹圆盘T应力分析被引量：2
- 2018年
- 实际结构中,岩石常承受非均布载荷作用;并且试验中,集中力作用下往往会存在微小的分布角,这一载荷分布也是非均匀分布的.基于此类情况提出一类非均布载荷,这种载荷为三角函数形式,在分布角的中间压力最大,然后向两边逐渐减小直至为0.运用径向集中压力下中心裂纹巴西圆盘T应力解析公式,在分布角范围内积分获得这类非均布载荷下试件的T应力解析解,并同时进行有限元分析获得数值解.通过比较这两种结果,发现二者非常吻合,相互验证了各自分析的正确性.此外,与均布力作用相比,同等条件下此类非均布载荷作用的无量纲T应力值更接近集中力作用的值,而且两者的数值误差相当小.进一步论证了实际试验中采用集中力加载的T应力公式是正确与合理的.
- 彭凡董世明
- 关键词：有限元分析
- 复合型加载条件下锈岩断裂韧度试验研究被引量：17
- 2016年
- 岩石断裂韧度表征其抵抗裂纹起裂和扩展的能力,作为其力学性能的一个重要指标,在岩石力学理论研究与岩体工程应用中有着不可替代的作用。由于岩石结构的复杂性,其破坏形式大多呈现为复合型断裂破坏,研究复合型加载条件下岩石断裂韧度具有重要的意义。为了研究锈岩的断裂力学性能,以便其在建筑工业中得到更为广泛的应用,通过18个中心裂纹圆盘(CSTBD)试件径向受压试验,进行了复合型加载条件下锈岩断裂韧度的试验研究。测得了锈岩在纯I型,纯II型以及复合型加载时的断裂韧度,并将试验结果与基于广义最大周向应力(GMTS)准则的理论值进行了对比分析,结果表明:锈岩的纯I型断裂韧度为1.01 MPa·m^(0.5),而纯II型断裂韧度为1.51 MPa·m^(0.5),是纯I型断裂韧度的1.49倍,这与基于GMTS准则的理论值1.34非常接近,而比基于最大周向应力(MTS)准则的理论值0.87大很多。裂纹尖端附近的T应力及断裂过程区裂纹尖端的临界距离r_c对岩石类材料的开裂路径以及复合型断裂韧度都有较大的影响。考虑了T应力的广义最大周向应力(GMTS)准则能很好的预测试验结果。
- 华文董世明徐积刚
- 关键词：断裂韧度
- 围压对巴西裂纹圆盘应力强度因子影响分析被引量：10
- 2015年
- 为了研究围压对巴西裂纹圆盘应力强度因子的影响,使用权函数方法得到了围压作用下巴西裂纹圆盘的应力强度因子,进而得到径向集中荷载与围压共同作用下的应力强度因子的计算公式。在此基础上,从理论上分析了围压对巴西裂纹圆盘应力强度因子的影响,分析结果表明:围压对II型应力强度因子无影响,纯围压作用下裂纹趋于闭合;围压和集中力共同作用下,I型应力强度因子随着围压的增大而减小。对比分析了数值分析与理论结果,分析表明,理论与数值结果吻合良好,从而表明了理论分析的正确性。此外,还研究了围压对纯II型裂纹加载条件的影响,结果表明,纯II型裂纹的临界加载角随着围压增大而减小,直至为0。因此,当围压较大时,加载角为0°左右所发生的断裂不一定全是纯I型断裂。
- 徐积刚董世明华文
- 关键词：应力强度因子围压
- 复合型加载条件下扁平巴西圆盘应力强度因子计算方法被引量：3
- 2012年
- 复合型裂纹的研究具有重要的工程实用价值。使用解析分析与有限元数值分析相结合的方法,对复合型加载条件下扁平巴西圆盘试件的应力强度因子进行了系统的分析。计算结果表明:在一定载荷分布角范围内,可使用分布载荷作用下巴西圆盘应力强度因子的公式去计算扁平巴西圆盘试件的应力强度因子;在断裂力学中圣维南原理依然成立。根据计算结果,推荐在扁平巴西圆盘断裂实验中使用载荷分布角为7.25°的扁平巴西圆盘试件。
- 董世明徐积刚王清远
- 关键词：应力强度因子
- 基于应变的Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ复合型断裂准则被引量：2
- 2017年
- 将已有的适用于平面断裂的最大周向应变(MTSN)准则,推广到适用于空间三维断裂的断裂准则.并具体讨论了Poisson(泊松)比对复合型断裂的面内断裂角与面外断裂角及断裂包络图的影响.Ⅰ/Ⅲ复合型断裂时,面外断裂角与Poisson比无关.Ⅱ/Ⅲ及Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ复合型断裂条件下,面内断裂角随着Poisson比的增大而减小,面外断裂角随着Poisson比的增大而增大.在复合型断裂条件下,包络图均随着Poisson比增大而减小.且Poisson比对断裂包络图的影响大于面内断裂角,对面外断裂角影响最小.将本准则理论预测值与多组实验数据进行对比,预测值与实验值吻合较好,可知推广的MTSN准则能够较好地预测三维断裂.
- 李一凡董世明李念斌华文
