权函数和T应力对混凝土断裂韧度的影响.pdf

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1、2100to犬連硿大孝硕土莩位论文权函数和应力对混凝土断裂韧度的影响学科专业结构工程作者姓名棚指忌教师赵艳华副教授答辩日期年月日硕士学位论文权函数和应力对混凝土断裂韧度的影响作者姓名：甘楠楠学科、专业：结构工程学号：指导教师：赵艳华副教授完成曰期：年月大遠理工大嗲大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的

2、贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：权函数和应力对混凝土断裂韧度的影响作者签名：甘楠日期：年月了日大连理工大学硕士学位论文摘要权函数方法是目前裂纹尖端应力强度因子计算的一种有效方法。对一个给定的幵裂体而言，权函数仅和试件的几何形状相关，而与所加荷载无关。利用权函数的这一特性本文利用三点弯曲梁裂缝尖端的应力场，包括应力强度因子和裂缝张口位移等特性，计算得到了单边裂纹体应力强度因子的权函数。随后以此权函数作为格林函数得到了直接拉伸和纯弯状态下单边裂纹的应力强度因子，并与已有的数值

3、结果进行了比较，验证了本文的权函数计算方法的有效性。另外，由本文推出的权函数不仅可用于直接拉伸和纯弯构件裂纹尖端应力强度因子的计算，而且可用于任何与三点弯曲梁几何形式相同的各类对称加载条件下裂纹尖端应力强度因子的计算，充分体现了权函数方法在应力强度因子计算上的优势。确定混凝土的双断裂韧度时，粘聚断裂韧度的计算直接影响起裂断裂韧度的准确性。本文将单边裂纹体的三点弯曲梁权函数、格林函数和格林函数进行了对比，并得到了单边裂纹体三点弯曲梁权函数和格林函数计算粘聚断裂韧度的实用解析表达式。以实验室常用的三点弯曲梁试件为研究对象，采用三点弯曲梁权函

4、数和格林函数分别计算了混凝土的双尺断裂韧度，并与已有的格林函数积分计算结果进行对比。结果表明：权函数对失稳断裂韧度没有影响；三点弯曲梁权函数、格林函数和格林函数在浅裂缝时比较相近，缝高比大于时，三点弯曲梁权函数和格林函数计算的粘聚断裂韧度和起裂断裂韧度较为吻合，最大误差不超过，而格林函数的计算误差可达。对于线弹性材料，裂缝尖端平行于裂纹方向的应力会影响裂缝的扩展方向和起裂断裂韧度，然而在混凝土类准脆性材料的断裂韧度测试中，无论是起裂断裂韧度还是失稳断裂韧度，应力的影响却少有研究。本文以混凝土型断裂韧度测试常用的三点弯曲梁、楔入劈拉试件为

5、对象，计算了裂缝尖端的：应力大小，并根据修正最大周向应力准则和最小应变能密度因子理论分析了其对裂缝扩展方向和断裂韧度的影响。分析计算结果表明：这些常用试件裂缝尖端的应力很小，不会影响裂缝扩展方向，保证混凝土断裂失稳前一直处于型裂缝状态；另外，应力对起裂断裂初度和失稳断裂韧度的数值也不会产生影响，说明常用试件进行的混凝土断裂韧度确定方法是可靠有效的。关键词：断裂韧度；权函数；格林函数；应力；楔入劈拉；三点弯曲梁；混凝土权函数和应力对混凝土断裂韧度的影响，尤，大连理工大学硕士学位论文：；；权函数和应力对混凝十断裂韧度的影响目录■躲弓断裂力学

6、的基木概念裂纹的基本类型应力强度因子的概念应力强度因子的确定权函数法计算应力强度因子双尤断裂模型线性渐进叠加假定双尤断裂模型应力的基本概念本文主要研究内容单边裂纹体应力强度因子权函数的确定引言权函数的基本思想三点弯曲梁权函数的推导权函数有效性验证直接拉伸作用纯弯曲作用木章小结权函数对双尺断裂参数的影响双欠断裂参数的确定冇限板单边裂纹体权函数粘聚断裂韧度的确定函数确定的双：断裂问度木小结应力对混凝丄断裂参数测定有效性的影响丨言修大叫丨应力准则人连理人学硕十宁位论文最小应变能密度因子理论三点弯曲缺口梁断裂参数的有效性楔入劈拉试件断裂参数的有

7、效性木章小结结论与展望结论展望参考文献攻读硕士学位期间发表学术论文情况大连理工大学学位论文版权使用授权书大连理工大学硕士学位论文绪论引言长期以来，工程上采用传统力学理论计算构件或结构的强度。计算过程中材料假定为均勻连续，计算时若工作应力不超过材料的许用应力，则构件或结构是妄全的。随着生产技术的提高，结构构件经常处于高温和高压等较为复杂的环境中。尽管采用了高强度材料，并严格按传统力学方法计算，仍然发生了许多脆性断裂事故⑴，大多数断裂发生时都低于材料的屈服极限，引起了重大的经济损失。例如：世纪年代，美国北极星导弹在实验时其固体燃料发动机机壳

8、爆炸，机壳材料采用屈服极限等于的高强合金钢，初性指标和传统强度都符合要求，但爆炸时机壳的工作应力不到材料屈服极限数值的一半。调查表明壳体上存在着长的裂纹，破坏是由裂纹扩展引起的，裂纹可能是由偉缝、腐烛或疲劳