一种短纤维在纤维混凝土基体随机分布数值方法技术

本发明专利技术提出了一种短纤维在纤维混凝土基体随机分布数值方法，包括以下步骤：步骤1：利用数值单元表征纤维混凝土基体；步骤2：对数值单元，确定数值单元质心、相邻数值单元界面重心；步骤3：对数值单元质心、相邻数值单元界面重心进行线性连接，建立表示随机分布短纤维埋入基体部分的梁单元；步骤4：对相邻数值单元界面重心设置无尺寸弹簧；该发明专利技术方法操作简单，不增加计算自由度，采用常规个人计算机即可实现考虑随机分布短纤维作用的纤维混凝土数值分析，大大节省计算成本。

A numerical method for random distribution of short fiber in fiber reinforced concrete substrate

The invention provides a numerical method for the random distribution of short fibers in a fiber reinforced concrete matrix, which comprises the following steps: step 1: characterizing the fiber reinforced concrete matrix with numerical elements; step 2: determining the center of mass of numerical elements and the center of gravity of the interface between adjacent numerical elements; step 3: characterizing the center of mass of numerical elements and adjacent numerical values. The interface center of gravity of the element is linearly connected to establish a beam element which represents the embedded part of random short fibers in the matrix. Step 4: Set a dimensionless spring on the interface center of gravity of the adjacent numerical elements. The invention method is simple to operate and does not increase the degree of freedom of calculation. The numerical analysis of fiber reinforced concrete greatly saves computation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种短纤维在纤维混凝土基体随机分布数值方法
本专利技术涉及一种短纤维在纤维混凝土基体随机分布数值方法；属于土木工程

技术介绍
纤维混凝土相较于普通混凝土，可以显著提高强度与韧性，阻止内部裂纹产生和发展，并可改善变形和抗震性能，已广泛应用于重要工程建设。纤维混凝土是典型的细观非均匀材料，短纤维在纤维混凝土内部随机分布，具有分散性与乱向性，表现出内部短纤维随机分布特征。然而，纤维混凝土内部随机分布短纤维数量巨大，考虑随机分布短纤维作用及纤维自由度的纤维混凝土数值分析在常规个人计算机中难以实现。
技术实现思路
本专利技术提供一种短纤维在纤维混凝土基体随机分布数值方法，其目的在于，克服现有技术中考虑短纤维作用及纤维自由度的纤维混凝土数值分析在常规个人计算机难以实现的问题。一种短纤维在纤维混凝土基体随机分布数值方法，包括以下步骤：步骤1：利用数值单元表征纤维混凝土基体；【如图1所示】；步骤2：对步骤1所述的数值单元，确定数值单元质心、相邻数值单元界面重心；步骤3：对步骤2所述的数值单元质心、相邻数值单元界面重心进行线性连接，建立表示随机分布短纤维埋入基体部分的梁单元；【如图2所示】；步骤4：对步骤3所述的相邻数值单元界面重心设置无尺寸弹簧；【如图3所示】。所述步骤1中的数值单元为刚体元。所述步骤4中弹簧无尺寸大小，不增加计算自由度。有益效果本专利技术提出了一种短纤维在纤维混凝土基体随机分布数值方法，利用数值单元质心、相邻数值单元界面重心建立表示随机分布短纤维埋入基体部分的梁单元；对相邻数值单元界面重心设置无尺寸弹簧，且不增加计算自由度。本数值方法操作简单，不增加计算自由度，采用常规个人计算机即可实现考虑随机分布短纤维作用的纤维混凝土数值分析，大大节省计算成本。附图说明图1为应用本专利技术方法构建的纤维混凝土基体数值单元示意图；图2为应用本专利技术方法构建的随机分布短纤维埋入基体部分的梁单元示意图；图3为应用本专利技术方法构建的相邻数值单元界面重心设置无尺寸弹簧示意图；标号说明：1-数值单元，2-相邻数值单元界面重心，3-数值单元质心，4-梁单元，5-方向角，6-纤维埋入长度，7-无尺寸弹簧。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例1：以某实例来详细说明该短纤维在纤维混凝土基体随机分布数值方法。(a)利用数值单元表征纤维混凝土基体，数值单元如图1所示；(b)对上述数值单元，确定数值单元质心、相邻数值单元界面重心；(c)对上述数值单元质心、相邻数值单元界面重心进行线性连接，建立表示随机分布短纤维埋入基体部分的梁单元，如图2所示；(d)对上述相邻数值单元界面重心设置无尺寸弹簧，完成短纤维在纤维混凝土基体随机分布数值试验，如图3所示。本数值方法通过相邻数值单元界面重心设置无尺寸弹簧，且不增加计算自由度，保证采用常规个人计算机即可实现考虑随机分布短纤维作用的纤维混凝土数值分析。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短纤维在纤维混凝土基体随机分布数值方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：利用数值单元表征纤维混凝土基体；【如图1所示】；步骤2：对步骤1所述的数值单元，确定数值单元质心、相邻数值单元界面重心；步骤3：对步骤2所述的数值单元质心、相邻数值单元界面重心进行线性连接，建立表示随机分布短纤维埋入基体部分的梁单元；【如图2所示】；步骤4：对步骤3所述的相邻数值单元界面重心设置无尺寸弹簧；【如图3所示】。

【技术特征摘要】
1.一种短纤维在纤维混凝土基体随机分布数值方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：利用数值单元表征纤维混凝土基体；【如图1所示】；步骤2：对步骤1所述的数值单元，确定数值单元质心、相邻数值单元界面重心；步骤3：对步骤2所述的数值单元质心、相邻数值单元界面重心进行线性连接，建立表示随机分布短纤维埋入基体部分的梁单元；【如图...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永兴，李佳佳，李炳辰，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32