形状记忆合金增强钢筋混凝土结构的力学性能数值模拟研究开题报告

 2024-06-24 17:19:56

1. 本选题研究的目的及意义

随着现代建筑技术的不断发展,对结构安全性、耐久性和可持续性的要求日益提高。

传统的钢筋混凝土结构在抵抗地震、爆炸等突发荷载作用下易发生脆性破坏,承载力衰减迅速,难以满足日益增长的安全需求。

因此,探索新型高性能结构材料及增强技术成为土木工程领域的重要研究方向。

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2. 本选题国内外研究状况综述

近年来,国内外学者对SMA增强钢筋混凝土结构的力学性能进行了大量的实验研究和数值模拟研究,取得了一系列有价值的研究成果。

1. 国内研究现状

国内学者在SMA增强钢筋混凝土结构方面做了大量研究工作,并在SMA材料本构关系、SMA增强机理、结构抗震性能等方面取得了丰硕的成果。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将以SMA增强钢筋混凝土梁、柱等基本构件为研究对象,采用数值模拟方法,系统研究SMA增强钢筋混凝土结构的力学性能。

1. 主要内容

1.建立SMA增强钢筋混凝土结构的有限元模型,并进行试验验证,确保模型的可靠性。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟的方法,利用有限元软件ABAQUS对SMA增强钢筋混凝土结构进行模拟分析,具体研究方法与步骤如下:
1.理论基础学习与文献调研:系统学习SMA材料特性、SMA增强混凝土材料本构关系、有限元理论和数值模拟方法等相关知识,并查阅国内外相关文献,了解SMA增强钢筋混凝土结构研究现状及最新进展,为本研究奠定理论基础。

2.有限元模型建立与验证:选择合适的有限元软件(如ABAQUS),根据SMA增强钢筋混凝土结构的实际尺寸和边界条件,建立精确的有限元模型。

同时,参考已有试验数据或规范标准,对建立的有限元模型进行验证,确保模型的可靠性和准确性。

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5. 研究的创新点

本研究的创新点在于将尝试建立更加精细的SMA增强钢筋混凝土结构有限元模型,并结合参数分析,系统研究SMA增强钢筋混凝土结构的力学性能,揭示SMA增强机理,为SMA在土木工程中的应用提供理论依据和技术支持。


具体来说,本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.SMA本构模型的改进:针对现有SMA本构模型的不足,尝试引入新的参数或改进模型结构,以更准确地描述SMA材料在复杂应力状态下的力学行为,提高数值模拟结果的精度。

2.SMA与混凝土相互作用的精细化模拟:采用更加精细的有限元网格划分和接触算法,更准确地模拟SMA与混凝土之间的相互作用,例如粘结滑移、应力传递等,以提高数值模拟结果的可靠性。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

[1] 谢凯锋, 黄侨, 吴迪, 等. 形状记忆合金增强混凝土结构研究进展[J]. 建筑结构, 2021, 51(S2): 140-147.

[2] 李忠献, 孙治国, 王鹏. SMA增强钢筋混凝土结构抗震性能研究进展[J]. 地震工程与工程振动, 2021, 41(3): 1-12.

[3] 张雷. 形状记忆合金筋混凝土梁抗弯性能试验研究[D]. 长沙: 湖南大学, 2020.

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