技术特征：
1.一种超高性能混凝土断裂过程的近场动力学模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：uhpc结构半离散模型的建立；s2：根据步骤s1建立的uhpc结构半离散模型，建立uhpc基体物质点的运动方程；s3：根据纤维力与纤维拔出位移的关系计算纤维外力；s4：对步骤s2得到的uhpc基体物质点的运动方程进行求解和uhpc基体损伤计算。2.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土断裂过程的近场动力学模拟方法，其特征在于：所述步骤s1具体为：s11：确定uhpc试件的尺寸，根据离散间距对试件进行均匀离散，并储存uhpc基体物质点的坐标；s12：计算纤维的投放数量，生成随机纤维的中点和角度参数，并根据纤维长度计算纤维的两个端点坐标；s13：遍历所有纤维，根据纤维影响范围确定与纤维会产生作用的uhpc基体物质点坐标，并储存进相应的数组。3.根据权利要求1所述的一种超高性能混凝土断裂过程的近场动力学模拟方法，其特征在于：所述步骤s2具体为：s21：根据常规态基近场动力学理论公式计算物质点对之间的相互作用；s22：对近场域内的物质点对之间的作用力进行数值积分，得到物质点所受的内力；s23：物质点所受的外力密度设为b，根据牛顿第二定律，建立uhpc基体物质点的运动方程：式中，ρ为物质点密度，
ü
为物质点的加速度，t为物质点对之间的内力作用，v为物质点的体积，h为积分区域，μ(t,ξ)为加载标量函数。4.根据权利要求3所述的一种超高性能混凝土断裂过程的近场动力学模拟方法，其特征在于：所述步骤s3具体为：s31：根据单纤维拉拔的细观力学模型，建立纤维力与纤维拔出位移的关系；s32：在半离散模型中，纤维力是以外力的形式施加到基体物质点上的，根据纤维端点坐标确定纤维影响区域内最靠近纤维端点的两物质点，计算两个物质点之间的相对位移并保存为纤维拔出位移；s33：输入步骤s32中得到的纤维拔出位移，输出纤维力p，将纤维力平均分配到纤维影响区域内的物质点上，计算纤维外力密度b：式中，裂缝左侧的纤维影响区域的物质点个数为n
l
，右侧的纤维影响区域的物质点个数为n
r
，纤维的方向向量为n。5.根据权利要求4所述的一种超高性能混凝土断裂过程的近场动力学模拟方法，其特征在于：所述步骤s4具体为：
s41：对所述uhpc试件半离散模型施加相应的边界条件，对加载点处的uhpc基体物质点施加速度或加速度荷载并将其分为n
t
个时间步；s42：在n
t
时间步时，将步骤s33中得到的纤维外力密度b代入到步骤s23中的运动方程中，形成新的运动方程，并求解n
t
时间步的加速度，采用显示时间积分方法计算(n
t
+1)时间步物质点的速度和位移和位移和位移式中，δt为时间步长；s43：计算(n
t
+1)时间步时每个物质点与其近场域内其他物质点之间的键伸长率其中，ξ和η分别为变形前后物质点对的相对位移矢量，根据键伸长率求得加载标量函数μ(t,ξ)的值并进行该物质点的损伤值计算，表达式为：计算，表达式为：式中，s
tc
和s
uc
分别为抗拉临界伸长率和抗压临界伸长率；s44：判断时间积分是否完成，如果未完成则返回步骤s42，重复上述计算过程，如果时间积分完成则自动退出计算；s45：将所有时间步的计算结果存储于结果信息文件中，计算结束后对结果文件进行后处理以分析uhpc材料的断裂过程。
技术总结
本发明公开了一种超高性能混凝土断裂过程的近场动力学模拟方法，用于分析UHPC结构的断裂过程和裂缝扩展形态，具体包括以下几个相互联系的部分：S1）UHPC结构半离散模型的建立，S2）物质点运动方程的建立，S3）纤维外力计算与分配，S4）运动方程求解和UHPC基体损伤计算。根据损伤值可以对UHPC结构断裂过程进行分析。本发明可以预测UHPC的裂后承载能力，同时无需预设裂缝扩展路径，可以实现UHPC结构裂缝的自由扩展，具有重要的工程价值。具有重要的工程价值。具有重要的工程价值。
技术研发人员：郭小明 胡道前 吴佰建
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.09.29
技术公布日：2023/1/13