田文祥 作品数:6 被引量:8 H指数:2 供职机构: 武汉大学水利水电学院水资源与水电工程科学国家重点实验室 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中国博士后科学基金 湖北省自然科学基金 更多>> 相关领域: 水利工程 理学 一般工业技术 建筑科学 更多>>
基于格构离散单元法的准脆性材料断裂研究 被引量:1 2022年 为了更好地理解准脆性材料在工程应用中的失效机理,需要不断改进测试方法和分析工具。使用具有极高计算效率的格构离散单元法(lattice discrete element method,LDEM)对准脆性材料进行建模,该方法采用双线性本构模型数值分析,利用杆单元的失效去除来模拟裂纹的萌生与扩展。经验证可见,LDEM受网格划分的影响较小。通过与经典断裂实例的对比可见,格构离散单元法在准脆性材料裂纹扩展模拟上与前人研究有较好的一致性。利用格构离散单元法模拟3D打印的聚苯乙烯切口梁的三点弯曲试验,得到了与物理试验相一致的荷载-位移曲线及裂纹扩展模式,证明了LDEM在模拟准脆性材料断裂问题上的合理性与高效的计算效率。该方法在百万级甚至更多单元大规模数值计算模拟上有很大潜力。 刘摇 周伟 王桥 马刚 田文祥 陈凌霄 高宇关键词:准脆性材料 3D打印 颗粒柱坍塌运动与堆积特性的研究综述 被引量:3 2021年 通过总结国内外有关颗粒柱坍塌运动模型的研究成果,分析了颗粒柱初始空间形态特征、颗粒基本物理特性、模型边界及环境条件等因素对颗粒柱运动堆积特性的影响规律及作用机制.颗粒柱的运动距离和堆积高度与其初始宽高比之间存在显著的线性及幂函数关系,高、低颗粒柱坍塌运动模式和能耗机制差异显著.颗粒粒径、颗粒刚度、颗粒破碎与颗粒潮湿等因素对颗粒柱坍塌运动与堆积特性的影响规律已基本达成共识.不同的挡墙约束条件、由气体掺入导致的流态化现象以及水体环境影响下颗粒柱运动的堆积特征已有初步的研究成果.但是有关颗粒柱初始孔隙率、颗粒摩擦因数、挡墙摩擦因数对颗粒柱运动堆积特性影响的结论仍存在分歧.综观当前的研究成果,颗粒受力特性与运动机制存在内联关系,复杂颗粒形状、可侵蚀床面、颗粒密度和水动力条件等对颗粒柱坍塌运动与堆积特性的作用机理均是未来的研究重点. 来志强 江恩慧 赵连军 周伟 田文祥 马刚关键词:颗粒物质 基于格构模型的长龄期混凝土力学性能研究 2022年 为研究并预测长龄期混凝土的力学性能,基于三维格构模型构建了考虑真实形状骨料、界面过渡区(interfacial transition zone,ITZ)与砂浆基质的三相混凝土细观模型。结合万家口子水电站工程中的混凝土物理试验,进行了水化数值试验与单轴压缩数值试验,模拟不同龄期混凝土单轴压缩破坏过程,建立了基于水化度的混凝土细观力学参数演化模型。结果表明:基于三维格构模型构建的三相混凝土细观模型能够较好地反映混凝土单轴压缩破坏过程,与物理试验较为符合;基于混凝土水化-力耦合的三维混凝土细观格构模型对混凝土抗压强度的预测与物理试验值更为接近,可为长龄期混凝土力学性能的预测提供有效的数值方法。 陈凌霄 程勇刚 周伟 马刚 王桥 田文祥 刘摇 高宇关键词:长龄期混凝土 细观力学 基于多场耦合模型的堆石坝面板温度应力分析 被引量:1 2020年 针对传统绝热温升模型无法考虑温度对水化速率以及混凝土物理性能的影响,在对河南天池上水库混凝土面板堆石坝的研究中,分别利用传统绝热温升模型和考虑水化度的化学-热-力多场耦合模型,采用子模型法对堆石坝面板进行了三维有限元分析。结果与常规模型相比表明,耦合模型考虑了混凝土实时温度水平对水化进程的影响,能更好地反映混凝土温度应力与力学特性的发展情况,为面板堆石坝温控防裂分析提供了依据。 肖曲飞 程勇刚 周伟 田文祥 王桥关键词:面板堆石坝 混凝土面板 温度应力 模拟准脆性材料热开裂的热力耦合格构离散单元法 2022年 针对准脆性材料的热传导与热开裂问题,基于格构离散单元法(LDEM)提出新的热力耦合数值模型.通过格构离散体系与连续体传热过程的等效换算,结合格构单元的线膨胀公式,在LDEM中实现温度传导与裂纹扩展的数值模拟.以平板的热传导与热弹性应力问题、由温度梯度与热失配引起的开裂问题为例,验证所提模型.将所提模型应用于细观混凝土温度-应力试验的数值模拟中.结果表明,LDEM热力耦合模型能够有效模拟准脆性材料的热传导过程、在温度影响下的裂纹萌生与扩展,是研究准脆性材料热开裂过程与机理的有力工具. 陈凌霄 田文祥 马刚 程勇刚 王桥 周伟关键词:热力耦合 热传导 准脆性材料 高性能碱激发胶凝材料的正交试验研究 被引量:3 2015年 利用正交试验研究了Ca(OH)2,Ca SO4·2H2O和硅灰的掺量对碱激发胶凝材料强度的影响;同时借助扫描电子显微镜(SEM)对胶凝材料微观结构进行分析。试验结果表明:在水化初期,Ca SO4·2H2O掺量对碱激发胶凝材料的强度影响起较大作用,其次是Ca(OH)2掺量的影响,再次是硅灰;而随着水化反应进行程度的不断加深,碱掺量逐渐起较大作用,Ca SO4·2H2O次之,硅灰再次之。随着水化反应的不断进行,矿渣中的玻璃体不断被消耗而生成C-S-H凝胶,而生成的C-S-H凝胶不断搭接融合,形成整体的组织结构,使胶凝材料不断密实,强度逐渐提高。另外通过试验得出了配制强度达到50MPa的碱激发胶凝材料的具体配合比,即Ca(OH)2掺量为8%,Ca SO4·2H2O掺量为3%,硅灰掺量为3%。 杨华山 刘和鑫 洪文强 田文祥 陈兴关键词:碱激发胶凝材料 配合比 正交试验 微观结构