[发明专利]基于过‑王破坏准则的混凝土材料损伤预测方法

摘要

本发明涉及一种基于过‑王破坏准则的混凝土材料损伤预测方法，属于建筑材料领域，主要解决目前对材料损伤的定量判断研究不足的问题。本发明利用一种混凝土材料破坏预测指数DPI(damage prediction index)来判断材料是否发生破坏或者接近破坏的程度，从而对混凝土构件或结构进行损伤定量预测。通过初始参数确定、混凝土结构有限元模型创建、有限元受力分析、损伤分析、损伤评价以及计算结果可视化处理几个步骤，实现对材料的应力空间下的受力状态接近材料破坏曲面程度进行定量预测。本发明可以为实际工程结构的损伤预测与结构安全性评价提供一种测定方法。

主权项

一种基于过‑王破坏准则的混凝土材料损伤预测方法，其特征在于，包括以下步骤：a.混凝土构件初始参数确定；b.混凝土结构有限元模型创建；c.有限元受力分析；d.损伤分析：计算材料破坏预测指数DPI，DPI指的是材料的受力单元的主应力对应应力空间的应力矢量在偏平面上的投影与沿P点的偏平面夹角方向偏平面包络线的偏应力半径之比，其表达式为：DPI=rPRθ---(1)]]>式中，rP为应力空间的应力矢量在偏平面上的投影，即偏应力；θ为应力点P的偏平面夹角；Rθ为沿θ角方向偏平面包络线的偏应力半径，rP和θ可以表示为：rP=2J2,θ=arccos(3S12J2)---(1-1)]]>式中J2为应力偏量第二不变量；S1为第一主应力偏量；结合过—王准则，推导得到基于过—王准则的混凝土材料破坏预测指数计算公式为：DPI(I1,J2,θ)=J28.5302fc*(0.09-I1/fc*c(θ)-I1/fc*)-0.9297---(2)]]>其中，c(θ)＝12.2445(cos1.5θ)1.5+7.3319(sin1.5θ)2；式中I1为主应力第一不变量；为混凝土的单轴抗压强度；利用上述公式，调用混凝土损伤分析程序，读入步骤c输出的主应力数值，计算每个网格单元的DPI值；e.损伤评价；f.计算结果可视化处理。