混凝土动力本构关系与结构随机动力非线性行为模拟

在系列混凝土动力本构关系实验研究和细观损伤数值模拟的基础上，深入研究地震、强风等动力荷载作用下混凝土损伤的细观机理及其演化机制，建立单轴动力损伤随机本构关系；在此基础上，基于不可逆热力学的基本框架建立考虑动力损伤的多维混凝土弹塑性确定性本构关系与随机本构关系模型；探索混凝土动力损伤扩散的物理机制与多尺度随机涨落特征；将上述模型应用于混凝土构件动力非线性滞回规律研究，结合系列快速加载试验，研究典型混凝土构件空间非线性恢复力形成的物理机制与建模途径，建立基于物理的典型混凝土构件空间动力滞回模型；结合宏单元耦合控制方程的研究，发展可以科学反映混凝土结构随机动力非线性行为的建模理论与数值模拟方法，对典型重大工程结构进行动力荷载作用下空间非线性行为的精细化模拟与随机动力响应分析。为正确反映重大工程结构在地震、强风等灾害作用下的性态、进行重大工程结构的精细化分析和控制提供科学基础。 2100433B

在系列混凝土动力本构关系实验研究的基础上，结合混凝土细观数值模拟技术，深入研究地震、强风等动力荷载作用下混凝土损伤的细观机理及其演化机制；基于多尺度方法体系，合理描述微观裂缝演化对宏观损伤演化的影响，探索混凝土动力损伤扩散的物理机制与多尺度随机涨落特征；发展可以科学反映混凝土结构随机动力非线性行为的建模理论与数值模拟方法，为正确反映重大工程结构在地震、强风等灾害作用下的性态、进行重大工程结构的精细化分析和控制提供科学基础。 2100433B

将理论分析、数值模拟和实验方法相结合，研究非线性粘弹性树脂基碳纳米复合材料梁和板，在参数振动下的非线性动力学行为与载荷参数、材料参数和几何参数等之间的依赖关系和动力稳定性问题。重点研究将谐波平衡非线性识别方法(HBNID)推广到多自由度非自治系统。通过理论与实验数据，从碳纳米管特性对复合材料宏观力学性能的影响而建模，提出非线性粘弹性材料结构数学建模的新方法；实验研究结构非线性动力学行为，特别是不同组份材料对结构动力学性能影响的机理，揭示碳纳米复合材料结构在材料参数发生变化时的非线性动力学现象。研究的范围从非线性粘弹性结构的数学建模方法、动力学行为分析延伸到纳米复合材料制备、力学性能测量，体现了力学与材料科学学科研究领域的交叉。因此，本项目的研究不仅对纳米复合材料力学性能的设计具有实际的应用价值，而且对非线性粘弹性材料的动力学分析具有重要的理论意义。为非线性动力学理论的应用提了新的途径。 2100433B