水利工程外文翻译 -准脆性材料在动荷载作用下结构的数值计算

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1、 毕业设计 （论文） 外文翻译外文翻译 题 目 南沟门常态混凝土重力坝 及溢流坝段设计 专 业 水利水电工程 班 级 水工 115 班 学 生 指导教师 2015 年 准脆性材料在动荷载作用下结构的数值计算：准脆性材料在动荷载作用下结构的数值计算： 以混凝土重力坝为例以混凝土重力坝为例 摘要摘要 本文使用有限元数值计算方法对动态加载后的混凝土结构进行计 算,混凝土结构进行动态加载通常情况下类似于自然地震的效果，其后 果往往是毁灭性的。如今在动态的一般方程中,已经建立了基于损伤力 学且考虑了混凝土材料的性质的模型。从现象学的角度看,选择行为模 型考虑造成的损害的微裂纹。本文采用 1967 年 K

2、oyna 地震的记录，通 过数值应用程序,对二维 Koyna 重力坝进行抗震分析。对混凝土重力坝 的地震反应破坏的影响进行了研究。 关键词关键词：法律行为，混凝土，损伤，动态加载，开裂，模型。 1 1 简介简介 准脆性材料的损伤与断裂过程是属于非线性问题，特别是对混凝土 材料性质的模拟，是研究混凝土材料在土木工程领域中应用的脆弱性研 究（Lemaitre and Mazars, 1982; Lemaitre and Chaboche, 1985）。 模拟过程中的现象往往是复杂的，即使在简单的情况下，问题的解析解 也是困难的。至少，要知道材料的性质，模拟的结构需进行静态和或动 态负荷。混凝土被认

3、为是设计中最常用的材料，其可能会出现在强动载 荷的结构中。无论是意外情况或人为的，它都属于一类比较复杂且具有 非线性性质的非均质材料。大量存在的文献中的实验测试表明该材料的 性质为“准脆性的材料的拉伸强度明显低于压缩，在高速度对混凝土的 冲击试验（Klepaczko 和 Brara, 2001; Herv a 和 Gatuingt, 2002; Hentz et al., 2004）或循环加载试验（Dub 1994; La Borderie 1991） 中表现很明显。这些实验的目的是预测宏观行为模型的材料损伤原理。 在这些模型中，J. Mazars 模型的原理是基于损伤力学理论，描述由于 起始

4、材料的力学性能逐渐减少，从而产生显微裂纹的生长和聚结.这些 内在的变化导致材料力学性能的退化。该模型考虑了混凝土的不对称性 质和裂纹在拉伸和压缩时破坏的程度。这是一个通常用于静态或伪静态 系统模型。它对强度和安全监管技术要求非常严格，混凝土结构或钢筋 混凝土结构的大小的动态载荷是属于地震类型的载荷。一些研究已经进 行了在这个方向来考虑结构承受地震荷载时对结构损伤的影响 （Calayir 和 Karaton 2005; Omidi et al. 2012; Davenne et al. 2003） 结构设计与混凝土坝的抗震课题属于动态加载的类型。动态横向和纵向 的加速度输入，在 1967 年 1

5、1 月 Koyna 地震资料中，我们将考虑了每平 方米的表面结构的静力效应应用到大坝墙，但不影响流体动力效果的阻 尼系数是在计算中考虑。该材料是基于由 J. Mazars (1984)在当地研发 的各向同性模型;它是一个在拉伸和压缩时损伤不同的模型，可以准确 地描述该行为，它也允许二次损坏，其压缩刚度会减少。这种模式已经 在用 90 种 Fortran 语言，旨在与非线性材料模型专门处理有限元程序 得到落实。该程序的功能是为了解决动态的一般方程，从而使我们能够 计算位移的节点，应变，应力和损坏的高斯积分点。时间积分方案称为 显性积分，采用动态的平衡方程的数值解与小的时间间隔。尤其是当我 们采用

6、差分法;它是基于速度和加速度与位移与时间的已知值的差分的 商数的近似。解决方法的一个条件是稳定的，必须具有非常小的时间间 隔。另一种方法是有限元方法，该方法是基于连续的描述物质，它可以 被应用到数值模拟准脆性材料的降解处理的线性和非线性的问题。 2 2 动力平衡方程动力平衡方程 对于运动物体的动态平衡，在时间站 n t的运动方程中，给出下面的 表达式（1）（Owen 和 Hinton 1986） nn fp u C u M . （1） 其中 M 和 C 是总体质量和阻尼矩阵， n p是内部节点力的总体矢量，是所 有的节点力向量组合在一起， 身体力项 （-Mug)由于地震， 包括在有 n f了 考虑到身体的力量，n 是节点的加速度和总体向量是节点速度矢量的 总和。运动方程（1）可以通过使用中心差分方程如下重写（2）。 1 2 1 1 2 2