软水环境下混凝土柱化学-力学响应的有限元模拟及分析

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:milamiya2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
混凝土柱作为桥梁、水工建筑的重点承载部位,决定着整个结构的安全性能以及使用寿命。长期处于软水环境下的混凝土柱不仅受到钙溶蚀的化学作用,还会受外荷载的力学作用,这些行为对混凝土的力学性能和耐久性能产生着巨大的影响。然而,在自然溶蚀环境中,混凝土柱的钙溶蚀进程非常缓慢,仅仅通过实验短期内无法了解混凝土柱的损伤演变以及性能变化规律,因此建立混凝土柱化学-力学耦合损伤模型、有限元分析模型,并数值模拟钙溶蚀过程及软水环境下的混凝土柱力学性能退化过程,是分析研究混凝土柱安全性和耐久性的重要内容。本文主要工作内容如下:(1)根据钙溶蚀机理,基于Fick定律、质量守恒定律及固液平衡方程,建立了圆柱体的钙溶蚀模型,推导出圆柱体的钙离子传输方程,并利用有限差分法对混凝土的钙溶蚀模型进行了数值模拟。(2)基于热力学定律、连续介质下的损伤力学、“等效应变假设”,根据钙溶蚀作用下混凝土损伤机理,建立了软水环境下混凝土的化学-力学损伤模型,其中研究了化学-力学损伤的演变过程,定义了化学-力学耦合作用下混凝土的损伤变量。并在此基础上建立了软水环境下混凝土的破坏准则。(3)基于最小势能原理及有限元法,建立了软水环境下混凝土柱的应力基本方程,并用Matlab数值模拟了空间等参数的有限单元法求解平衡方程,在此基础上,数值求解出所有节点的主应力以判断是否屈服、破坏。该过程可以分析损伤对单元应力矩阵、单元刚度矩阵、结构整体刚度矩阵、节点主应力的影响。(4)考虑实际工程中混凝土结构的溶蚀过程、受力过程通常是动态形式,因此通过瞬时分析法建立软水环境下混凝土柱有限元分析模型,其中了建立动态力学平衡方程,并运用完全直接积分法求解,在ANSYS实现了该过程。此外对比了同等条件下未设置化学-力学损伤和设置化学-力学损伤的混凝土柱,针对结构变形图、应变、应力云图进行了分析。(5)以工程算例的形式数值模拟了软水环境下服役100年的混凝土柱,得出了混凝土柱不同截面的固相钙的离子浓度、化学损伤系数、应力等结果,并且研究了时间、水灰比等参数对溶蚀状态下混凝土柱的固相钙浓度、应力的影响。
其他文献
学位
切换系统是由有限个子系统及决定子系统工作顺序的切换信号所构成的一类重要的混杂系统,具有广泛的实际工程应用背景和理论研究价值,目前对切换系统的分析和综合己经有了相当多的研究成果.另一方面,由于控制系统网络化程度的提高,有限的通信资源与不断增长的控制任务之间的矛盾也不断增加.而传统的周期采样数据方法会导致通信资源的浪费,为了克服其缺点,事件触发策略被提出.此外,控制元件也可能由于环境干扰而失效,因此提
学位
近年来,众包系统成为了工业界和学术界的研究热点。众包是通过将个人难以解决的工作任务,以自由自愿的形式交付给互联网中其他群体来完成的一种协同工作方式。众包能够充分利用网络资源,降低用工成本,提高生产效率。传统的众包系统以中心化架构为主,部署和数据存储高度集中,系统可靠性和数据安全性面临巨大的考验,并且当任务发起者和任务接受者发生争议时,需要依赖平台参与解决,缺少独立第三方的仲裁机制。本文设计并实现了
永磁同步发电机功率密度最高,但输出电压随转速变化,作为发电系统稳压控制困难,目前技术并不是十分成熟,且不能灭磁,在高转速情况下输出电压过高有一定的危险性。混合励磁发电机的功率密度介于永磁发电机和电励磁发电机之间,同时磁场可控,可以认为结合了两者的优点。随着对车载电机轻量化、大负载要求的不断提高,混合励磁电机其高功率密度特点越来越受到关注,并且逐渐有了一些应用场景。本文针对一款12k W混合励磁发电
创新是推动企业高质量发展的基石,随着国家能源互联网战略的实施和大数据技术的快速迭代与应用,提升电力企业大数据应用水平和创新能力,对推动能源互联网规模化发展和企业数字化转型有着重要的现实意义。现代社会专业化分工越来越细,创新仅靠个体智慧很难形成好的创意和技术突破,把人才汇聚起来,利用团队的力量驱动企业创新发展,才能保证企业在市场中的创新力和竞争力。因此,创新团队作为企业的创新型组织,加强创新团队建设
学位
学位
环氧丙烷(PO)作为第三大丙烯衍生物,仅次于聚丙烯和丙烯腈,是一种重要的化工原料。丙烯直接气相环氧化是近年来发展的一种新型PO制备工艺,具有绿色环保、操作简单等优点。然而该反应的催化剂Au/TS-1尚具有许多需要完善的地方,如丙烯转化率低、稳定性差、成本高等。本文主要对Au/TS-1催化剂中的载体钛硅分子筛(TS-1)展开改性研究。首先,对TS-1的合成方法进行改性,在合成体系中引入聚乙烯吡咯烷酮
利用苹果酸作为浸出剂,过氧化氢作为还原剂,对废旧三元锂电池正极材料有价金属进行浸出试验。通过条件试验,确定出最佳浸出条件为:固液比40 g/L,酸浓度1.2 mol/L,温度90℃,时间60 min。此时,Co、Mn、Ni、Li的浸出率分别为97.1%、99.8%、96.9%、98.7%。条件试验结果表明温度对浸出率的影响较大,因此,保持其他因素不变,在高压釜中进行了110℃条件下的浸出试验,Co