【技术实现步骤摘要】
基于DIC技术的近场动力学参数实验反演系统及使用方法
本专利技术涉及一种岩土工程
，具体是一种基于DIC技术的近场动力学参数实验反演系统及使用方法。
技术介绍
伴随土木建筑行业的飞速发展，我国基础设施建设日益完善，应用于建筑领域的材料日益广泛，加之固体力学的进步，专家们对于材料力学性能的研究热情显著提高，特别是针对材料疲劳、损伤、破坏等高度复杂问题的研究尤为突出，但由于损伤、破坏等问题本质上的不连续性，使得对该类问题的分析困难重重。传统的研究方法，如扩展有限元、无网格法等，均建立在连续介质力学的理论基础之上，材料损伤、破坏问题本身的不连续性、各向异性不可避免的与连续介质假设产生了冲突，从而导致裂纹扩展的奇异性问题和裂纹成核问题。在这种背景下，近场动力学理论的提出，为求解不连续问题带来了希望。该方法建立在非局部作用思想的基础上，将固体物质在空间中离散成质点，用非局部作用的积分模型代替微分模型，通过求解空间积分方程描述质点的力学行为，不连续问题的奇异性迎刃而解。但是，在近场动力学理论的发展中，对断裂问题的重要参数，...
【技术保护点】
1.一种基于DIC技术的近场动力学参数实验反演系统，该系统包括实验模块、近场动力学计算模块、DIC技术测量模块、对比模块、参数校正模块，其特征在于，实验模块借助DIC技术测量模块得到试件在荷载作用下的实时位移和破坏情况，所述实验模块和近场动力学计算模块同步运行，分别得出实验和计算结果并将结果传输到计算机上；经对比模块分析对照，若结果相近则标定参数，完成反演；若误差较大，通过参数校正模块校正相应近场动力学参数，并将校正后的参数输入近场动力学计算模块计算分析，反复进行，直至模拟结果与实验结果近似，此时完成参数标定和实验反演。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于DIC技术的近场动力学参数实验反演系统，该系统包括实验模块、近场动力学计算模块、DIC技术测量模块、对比模块、参数校正模块，其特征在于，实验模块借助DIC技术测量模块得到试件在荷载作用下的实时位移和破坏情况，所述实验模块和近场动力学计算模块同步运行，分别得出实验和计算结果并将结果传输到计算机上；经对比模块分析对照，若结果相近则标定参数，完成反演；若误差较大，通过参数校正模块校正相应近场动力学参数，并将校正后的参数输入近场动力学计算模块计算分析，反复进行，直至模拟结果与实验结果近似，此时完成参数标定和实验反演。
2.根据权利要求1所述的反演系统，其特征在于，所述实验模块由混凝土力学性能试验机和试件组成，试件前后表面用耐高温涂料画网格，所画网格与近场动力学模型离散化的质点一一对应。
3.根据权利要求1所述的反演系统，其特征在于，所述DIC技术测量模块包含2组DIC测量装置，分别放置于试件前后两侧，DIC测量装置距试件的距离根据试件尺寸、离散化质点的疏密设定，以能清晰测量、记录所测参数为准。
4.根据权利要求1所述的反演系统，其特征在于，所述近场动力学计算模块用于模拟实验过程，运用近场动力学理论，分析在荷载作用下裂纹的萌生和扩展，具体过程是：在参数输入文件Pdinput文件中设置最大时间步StepNum、模型尺寸、材料参数、问题类型、邻域半径；建立模型文件即Model文件，根据输入的信息计算出弹性常数bc、bd及临界拉伸率scr0，随后考虑边界效应计算键的α值以及表面修正系数；
随后开始时间积分，令step＝1，设置边界条件，在时间积分下计算近场动力学模型中每个单元的位移Uele、速度Vele、键的成对力fele的值，计算单元刚度矩阵Kele，基于单元刚度矩阵组装整体刚度矩阵K，求解矩阵方程，得到时间积分下各质点的位移Us和内力fs，再计算此时键的伸长量s，当s＞scr0时键断裂，在此基础上计算键的损伤以及材料的损伤系数，循环计算所有时间步直至最大时间步StepNum，最后输出计算结果并对其后处理，计算完成。
5.根据权利要求1所述的反演系统，其特征在于，所述对比模块将通过实验模块获得的实验测量数据(位移值Ue)与通过近场动力学计算模块获得的计算结果(位移值Us)进行对比，二者对比计算弹性阶段总位移误差公式为计算误差不大于1％时则标定参数，完成反演，否则进行参数校正。
6.根据权利要求1所述的反演系统，其特征在于，所述参数校正模块校正的参数有两个独立的弹性常数bc、bd以及临界拉伸率scr0，首先校准弹性常数bc、bd，在此基础上根据裂纹的萌生和扩展情况校准临界拉伸率scr0，校正方法采用二分法，不断缩小取值区间以逼近真实值。
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