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均質化法を用いたコンクリート材料構成則に関する基礎的研究

利用均匀化方法进行混凝土材料本构规律的基础研究

基本信息

批准号：
05805047
负责人：
和田章
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,複合材料に対する応力解析手法である均質化法を用いて,コンクリートの非均質な微視構造における物理現象の結果として現われるマクロな力学挙動を表す材料構成則を導くことを目的とするものである.本年度は、コンクリートの複合材料としての特性を均質化法によってモデル化し、微視的な構造における破壊現象を損傷力学を用いて評価する非線形解析手法を開発した。また、本手法を用いて、平面ひずみ問題に対するプログラムを作成し、数値解析結果を得た。さらに、本研究におけるモデル化の妥当性を検証するために、1軸圧縮破壊試験において、加力と直角方向の剛性を微小な載荷によって測定する実験をコンクリートとモルタルについて行なった。その結果、以下の知見を得た。1.均質化法を用いた弾性解析において、コンクリートの剛性は、基本周期領域の大きさに依存しないことがわかった。しかしながら、微視構造における応力集中の大きさが基本周期領域に依存して変化するため、非線形解析においては、ある程度大きな基本周期領域を用いる必要があることがわかった。2.二次元的に扱ったモデルでは、コンクリートの剛性を定量的に評価することは困難であることがわかった。3.モルタルの引張破壊を表わす損傷力学モデルを微視構造に適用した非線形解析を行った結果、コンクリートの純圧縮に対する非線形挙動は、コンクリートの複合材料としての性質に起因することを示すことができた。4.実験の結果、コンクリートの圧縮破壊時には、内部の損傷によって加力と直角方向の剛性が低下することを明かになった。また、損傷力学を用いた非線形解析においても、このような現象を定性的に再現することができた。以上より、コンクリート材料構成則を均質化法を用いた数値解析により導く手法の基本的な有効性が示されたものと考える。今後、モルタルに対するより精密な損傷力学モデルを開発し、3次元解析を行なうことにより、微視構造における破壊現象と巨視的にみた力学的挙動の関係を、定量的に評価できるものと思われる。

In this paper, the homogenization method is used to analyze the mechanical properties of composite materials, and the results of physical phenomena in heterogeneous Weishi app structure are presented. This year, the homogenization method for the properties of composite materials, the non-linear analysis method for the evaluation of damage mechanics, and the Weishi app damage phenomenon were developed. This method is used to create a numerical analysis of the plane problem. In this study, the appropriateness of the test was demonstrated by the one-axis compression test, the force applied, the rigidity in the right angle direction, and the small load measurement. The results are as follows: 1. Homogenization method is used to analyze the rigidity of the basic periodic domain. The structure of Weishi app is based on the fundamental periodic domain, which depends on the nonlinear analysis. 2. The second dimension is difficult to evaluate 3. The results of non-linear analysis for the application of Weishi app structure to damage mechanics, the non-linear motion of pure pressure contraction, and the causes of properties of composite materials are shown. 4. As a result, the compression time of the cylinder is reduced, and the internal damage is reduced by the force and the rigidity in the right direction. Non-linear analysis and qualitative reproduction of damage mechanics The material composition of the above-mentioned materials is analyzed by homogenization method, and the basic characteristics of the guide method are shown in the paper. In the future, the development of precision damage mechanics, three-dimensional analysis, Weishi app structure, damage phenomena, macro-vision dynamics, quantitative evaluation and thinking.