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弹性力学问题的插值型无单元伽辽金比例边界法

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中国科学：物理学、力学、天文学 2017年第3期47卷 77-84页

作者：陈莘莘童谷生万云华东交通大学土木建筑学院南昌330013

比例边界法是一种半解析数值方法,在处理应力奇异性问题和无限域问题时十分有效.在改进的插值型移动最小二乘法的框架下将无单元伽辽金法与比例边界法结合,本文首次提出插值型无单元伽辽金比例边界法求解弹性力学问题.该方法在径向具有... 详细信息

比例边界法是一种半解析数值方法,在处理应力奇异性问题和无限域问题时十分有效.在改进的插值型移动最小二乘法的框架下将无单元伽辽金法与比例边界法结合,本文首次提出插值型无单元伽辽金比例边界法求解弹性力学问题.该方法在径向具有解析性质,只需计算域边界上用节点进行离散,并且环向上形函数的高阶连续性可以进一步提高计算精度和收敛速度.运用插值型无单元伽辽金比例边界法进行计算时,不需要基本解,也不存在奇异积分问题.改进的插值型移动最小二乘法形函数具有Kronecker delta函数的性质,可以直接施加本质边界条件.此外,改进的插值型移动最小二乘法不仅克服了Lancaster和Salkauskas的插值型移动最小二乘法采用奇异权函数的缺点,而且计算形函数时待定系数比传统的移动最小二乘法少一个.最后给出了数值算例,并验证了所提分析方法的有效性和正确性.

关键词：半解析比例边界法无单元伽辽金法改进的插值型移动最小二乘法弹性力学

碳纤维加固部分预应力损伤混凝土梁静力试验研究

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混凝土 2007年第12期 23-26页

作者：童谷生华东交通大学土建学院江西南昌330013

对碳纤维加固预应力混凝土纯弯梁进行了试验研究和理论分析。预制了7根部分预应力矩形截面混凝土试验梁,将其中的一根梁作为对比梁,将4根梁在加固前预加荷载形成初始裂纹(损伤),其它两根梁直接进行加固。研究了初始损伤对部分预应力梁... 详细信息

对碳纤维加固预应力混凝土纯弯梁进行了试验研究和理论分析。预制了7根部分预应力矩形截面混凝土试验梁,将其中的一根梁作为对比梁,将4根梁在加固前预加荷载形成初始裂纹(损伤),其它两根梁直接进行加固。研究了初始损伤对部分预应力梁加固效率的影响;考虑了粘贴碳纤维层数对预应力加固后静承载力的影响。实验表明:高强纤维布可以有效加强微损伤预应力梁,与完好梁相比可以忽略初损伤的影响,两层纤维布加固后静强度提高可达50%。

关键词：碳纤维布预应力混凝土梁初始损伤加固

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表层嵌贴FRP-混凝土黏结加固研究进展

混凝土 2014年第12期 156-160页

作者：童谷生蔡少杰华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

表层嵌贴FRP修复加固混凝土结构是一种富有前景的新型技术,目前该技术领域的研究主要集中在黏结机理和抗弯加固两方面。论述表层嵌贴FRP-混凝土的试验方法、主要控制参数、破坏模式、黏结机理、界面黏结滑移本构关系等。最后,对目前国... 详细信息

表层嵌贴FRP修复加固混凝土结构是一种富有前景的新型技术,目前该技术领域的研究主要集中在黏结机理和抗弯加固两方面。论述表层嵌贴FRP-混凝土的试验方法、主要控制参数、破坏模式、黏结机理、界面黏结滑移本构关系等。最后,对目前国内外表层嵌贴FRP-混凝土黏结性能的研究现状进行探讨,希望为表层嵌贴FRP加固技术的进一步研究发展提供方向。

关键词：混凝土加固表层嵌贴黏结机理

含V型切口混凝土梁Ⅰ、Ⅱ复合型断裂特性研究

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防灾减灾工程学报 2020年第4期40卷 655-663页

作者：童谷生罗翔华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

通过采用三点弯曲加载,结合电阻应变片法以及数字图像相关法,研究初始缝高比、偏心距以及切口角度对V型切口混凝土梁荷载值和断裂过程区的影响,最后运用有限断裂力学进行理论分析,并与平均应力准则做比较。试验结果说明,起裂荷载和破坏... 详细信息

通过采用三点弯曲加载,结合电阻应变片法以及数字图像相关法,研究初始缝高比、偏心距以及切口角度对V型切口混凝土梁荷载值和断裂过程区的影响,最后运用有限断裂力学进行理论分析,并与平均应力准则做比较。试验结果说明,起裂荷载和破坏荷载的变化随着缝高比的增大而减小,不同范围内的切口角度对起裂荷载和破坏荷载的影响也有差别,起裂荷载和破坏荷载随着加载偏心距增加而增大起裂时刻和最大荷载时刻的断裂过程区等于裂缝长度,而失稳时断裂过程区远远小于裂缝长度,断裂过程区以切口角度120°为界,具有不同的变化趋势;平均应力准则下的裂缝扩展长度随着切口角度的增加整体呈现下降趋势,无论是临界破坏荷载还是裂缝扩展角度,有限断裂力学准则的理论预测值较平均应力准则更为接近试验结果。

关键词：混凝土 V型切口荷载值断裂过程区有限断裂力学

基于临界距离点法的混凝土Ⅰ型断裂韧度的预测

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力学季刊 2020年第4期41卷 748-759页

作者：童谷生黄信锴徐攀华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

混凝土的断裂韧度是极为重要的断裂力学材料参数,本文利用临界距离理论(TCD)中的点法和混凝土标准断裂梁试样裂缝尖端应力场的近似解,提出了一种对混凝土断裂问题按临界距离的点法进行分析的方法.基于已有文献的试验材料及其实验结果,... 详细信息

混凝土的断裂韧度是极为重要的断裂力学材料参数,本文利用临界距离理论(TCD)中的点法和混凝土标准断裂梁试样裂缝尖端应力场的近似解,提出了一种对混凝土断裂问题按临界距离的点法进行分析的方法.基于已有文献的试验材料及其实验结果,分析了这种断裂研究分析方法的可行性.将临界距离点法与双K断裂准则应用于几何相似的混凝土梁的断裂韧性和断裂过程区分析,验证了TCD点法的可靠性.实验表明:临界距离理论的点法能够获得比双K断裂准则相对安全的失稳断裂韧度,利用临界距离法还可得到相应断裂过程区长度的极限估算值.

关键词：混凝土断裂过程区临界距离有限断裂力学破坏应力

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C40自密实混凝土II型断裂韧度的确定

力学季刊 2021年第4期42卷 800-810页

作者：童谷生姚良发徐攀华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

自密实混凝土的II型断裂韧度是个很重要的材料参数,而对其II型断裂的研究,有助于我们建立复杂裂缝扩展准则并且探索构件断裂失效.为了解自密实混凝土II型断裂破坏过程并确定其II型断裂韧度,本文制备了7组21个不同缝高比以及不同切口方... 详细信息

自密实混凝土的II型断裂韧度是个很重要的材料参数,而对其II型断裂的研究,有助于我们建立复杂裂缝扩展准则并且探索构件断裂失效.为了解自密实混凝土II型断裂破坏过程并确定其II型断裂韧度,本文制备了7组21个不同缝高比以及不同切口方式的试件,利用半对称加载方式对自密实混凝土做了II型断裂实验,并利用ABAQUS有限元建模,模拟计算了各个试件的II型断裂韧度.实验结果表明,自密实混凝土比普通混凝土粒径小,断裂脆性大,多是沿韧带剪切破坏,自由端剪切崩落.实验与模拟计算的II型断裂韧度一致,其大小为1.95MPa√m.由于骨料粒径小,K_(Ⅱc)的值比普通混凝土稍低一些,并且其值与材料强度呈正相关,与试件宽度呈负相关,半边对称加载的实验方式可以准确反映自密实混凝土的II型断裂韧度.单边切口与双边切口试件断裂韧度值相差不大,切口方式对K;影响很小,且初始缝高比对断裂韧度无影响.

关键词：自密实混凝土 II断裂韧度 ABAQUS有限元建模半对称加载缝高比

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基于线法的U形切口混凝土梁断裂参数研究

力学季刊 2020年第1期41卷 125-135页

作者：童谷生徐攀罗翔华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

混凝土的断裂韧度是重要的材料参数,本文利用含U形切口的三点弯曲梁试验结合临界距离线法来获得混凝土的断裂韧度.理论推导了含断裂韧度与不同根部半径的断裂失效方程,采用有限元法计算了切口应力集中系数.根据断裂失效方程和试验中的... 详细信息

混凝土的断裂韧度是重要的材料参数,本文利用含U形切口的三点弯曲梁试验结合临界距离线法来获得混凝土的断裂韧度.理论推导了含断裂韧度与不同根部半径的断裂失效方程,采用有限元法计算了切口应力集中系数.根据断裂失效方程和试验中的材料几何参数,利用最小二乘法拟合计算得到混凝土材料的断裂韧度和抗拉强度.对小切口半径情形,采用双K断裂准则分析计算了混凝土起裂韧度和失稳断裂韧度,分析结果表明:临界距离线法得到的材料断裂韧度与双K断裂准则中的失稳断裂韧度吻合,同时获得相应临界距离值.

关键词：断裂韧度临界距离理论线法应力集中系数双K断裂准则 U形切口

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修理问题中层压板特性的工程估算方法

宇航材料工艺 2007年第2期37卷 58-61页

作者：童谷生章钢华东交通大学土木建筑学院南昌330013 洪都航空集团科技开发部南昌330024

研究了层压板修理中对无损、开孔以及具冲击损伤情况下力学性能的简便工程计算方法。根据自行设计的试验及其相关文献的试验结果,采用Heslehurst关于层压板弹性常数及强度的估算方法时数据进行了分析,同时把其对开孔板得到剩余强度的估... 详细信息

研究了层压板修理中对无损、开孔以及具冲击损伤情况下力学性能的简便工程计算方法。根据自行设计的试验及其相关文献的试验结果,采用Heslehurst关于层压板弹性常数及强度的估算方法时数据进行了分析,同时把其对开孔板得到剩余强度的估算方法推广到合冲击损伤在内的损伤结构剩余强度。多种材料体系和铺层方式组成的层压板的试验和计算对比表明,该工程算法给出的精度大都在20%以内。因此可以用该算法来确定结构的修理容限的下限。

关键词：层压板冲击损伤修理容限剩余强度

飞机结构损伤的复合材料胶接修补技术研究进展

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宇航材料工艺 2002年第5期32卷 20-24,29页

作者：童谷生孙良新刘英卫南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 洪都航空集团南昌330024

系统归纳并分析了国内外 30年来在复合材料胶接修补研究中所取得的成果 ,以及最近 10年的最新研究动态 ,涉及损伤修补设计、有限元精确分析、智能修补等 ,并指出了研究中值得注意的问题。

关键词：胶接修补损伤修复复合材料飞机结构无损检测智能结构