混凝土本构关系PPT课件.pptx

混凝土本构关系 优缺点 汇报 李娜 目录 研究现状 发展趋势 个人认识 混凝土本构模型 优缺点 PARTONE 研究现状 研究现状 混凝土的本构关系 即在各种应力状态下的应力 应变关系 国内外学者经过多年的试验和理论研究 提出了多种多样的本构模型 由于混凝土材料的复杂性 至今还没有一种被公认可以完全描述混凝土材料性能的本构模型 PARTTWO 混凝土本构模型 优缺点 混凝土本构模型简介 线弹性 非线弹性 塑性理论 其它力学理论 线弹性本构模型 假设材料的应力与应变符合线性比例关系 加载和卸载都沿同一直线变化 卸载后材料无残余变形 当然 混凝土的变形特性与线弹性模型相差甚远 从原则上讲不宜用此类本构模型 混凝土应力水平较低 内部微裂缝和塑性变形尚未达明显的发展阶段 预应力或受约束结构在开裂之前的分析 对形体复杂结构的近似计算或初步分析时 采用其他本构模型对计算结果变化不敏感的结构 但在一些特定情况中 其仍不失为是一种简便 有效的手段 开裂 未开裂混凝土 1 开裂的混凝土线弹性断裂关系最大主应力准则 最大主应变准则 2 由各向同性线弹性模型来描述应力 应变关系 未开裂的混凝土 非线弹性本构模型 其主要特征反映了混凝土应变随着应力的增长而非线性增长的主要规律 但同时认为 卸载时材料应变沿加载线返回 并不留残余应变 VS 其优点突出了混凝土非线性变化的主要特点 计算式由试验数据回归确定 在一次单调比例加载情况下有较高的计算精度 其主要缺点是 不能反映混凝土卸载和加载的区别 存在滞回环 卸载后无残余变形 不能应用于卸载 加载循环和非比例加载等复杂的受力过程 非线弹性本构模型属于经验型的 它适用于单调加载和混凝土受压区处于非线性变形阶段 全量式 全量式 采用不断变化的割线模量cauchy模型green模型增量式 采用不断变化的切线模量亚弹性模型 弹塑性本构模型 经典塑性理论是针对理想弹塑性材料建立的 材料本构关系包含四方面的内容 屈服条件 判别加载和卸载状态的准则 强化条件或后续屈服面 塑性应力与应变关系的规律 但是 混凝土材料与软钢等弹塑性材料 在力学性能和本构关系方面有重大区别 为此 许多学者作了很大努力 将弹塑性理论移植至混凝土后加以改造 使之适合混凝土材料的基本特性 这类弹塑性本构模型 能适用于卸载和再加载 非比例加载等多种情况 但仍存在一些重要的不足 形式复杂但仍不能反映混凝土变形的全部复杂特性 极难有效描述混凝土应变值随应力途径而变的性质 模型函数所包含的参数的试验数据不全 难以准确标定等 其它力学理论模型 基于粘弹性 粘塑性理论的模型 由于混凝土有蠕变性能 因而有些学者采用粘弹性和粘塑性的理论来建立混凝土的本构关系模型 这种模型的实现需建立三种基本力学元件 即理想弹性元件 弹簧 理想塑性元件 具有摩擦阻力的两个滑块 和粘性元件 阻尼器 然后将这三种元件进行适当组合即成为不同的本构模型 基于内时理论的模型 这种理论不需要初始屈服面和正交法则 采用非弹性变形逐渐积累的方法 采用一个所谓 本征时间 或 内时 作为内变量来建立本构关系 基于连续损伤力学的模型 是将研究金属徐变的损伤理论与断裂理论结合起来应用于混凝土而建立的混凝土损伤断裂本构模型 这类本构模型一般都是利用原理论的概念 原理和方法 对混凝土的基本性能作出简化假设 推导相应的计算式 其中所需参数由少量试验结果加以标定或直接给出 这类模型至今仍处于发展阶段 离工程实际应用有一定的距离 除上述模型外 还有弹全塑性混凝土断裂本构模型 弹塑性混凝土硬化断裂本构模型 以及塑性断裂理论本构模型 PARTTHREE 发展趋势 发展趋势 弹性模型虽然简单 但是其应用范围受限制 只适用单调加载方式 塑性模型与混凝土破坏机理不协调 经典的连续介质力学与新兴的损伤力学 细观与微观力学 热力学定律为混凝土本构模型发展提供了理论方面的依据 先进实验设备的发展为混凝土本构模型研究提供了广泛的空间 使得混凝土本构理论的发展建立在可靠的认识基础之上 在混凝土本构关系与结构非线性行为研究中 深刻认识非线性形成的物理本质 客观反映混凝土力学行为的随机性特征 科学揭示非线性 随机性 率相关特征之间的内在物理规律 是建立正确的混凝土本构关系的关键 混凝土本构模型会向着多尺度 微观多层次发展 宏观模型已经形成 微观方面尚待研究 PARTFOUR 个人认识 个人认识 本构模型不应该片面追求参数多少 认为参数越多就越能更好地反映材料的特性 而应该抓住反映混凝土特性的关键部分 充分认识利用几个精确的实验结果往