混凝土梁四点弯曲试验的并发多尺度区域分解法模拟

来源：水利水运工程学报杂志 2022年第3期北京时间：

作者：邱莉婷,马福恒,沈振中,张湛,霍吉祥

摘要：损伤在准脆性混凝土材料的非线性力学特性中占有重要地位。但有限单元法计算采用局部损伤模型时存在网格敏感性和零能耗问题。同时，传统单一网格有限元模型难以对构件的线弹性区域和非线性区域进行区别处理，无法将有限的计算资源集中在重点关注区域。通过局部子区域预设高精度有限元网格和引入尺度间线性多点约束法，实现并发多尺度方法和整体有限元撕裂对接法的结合，采用隐式梯度损伤模型描述混凝土材料的非线性本构关系，运用双重组装并行直接求解法进行模型的大型线性方程组求解，完成了混凝土损伤失效分析的并发多尺度区域分解模型构建。将该模型用于混凝土单边切口梁的四点弯曲试验模拟，并对可能损伤的纯弯拉区域分别采用了3种不同尺寸的有限元网格计算。算例分析表明，模型合理可靠且不具网格敏感性，能够重现混凝土的损伤失效全过程，可为混凝土构件开展损伤失效全过程分析提供多尺度数值模拟技术支持。

关键词：并发多尺度方法, 整体有限元撕裂对接法, 隐式梯度损伤模型, 四点弯曲试验