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再生混凝土细观结构分析方法和计算软件

成果类型:: 软件著作权

发布时间: 2022-11-29 16:26:23

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 张健 | 2022-11-29 16:26:23

本项目利用基于基面力概念新型有限元法一"基面力元法(BFEM)",结合工程和科学界较为重视的再生混 凝土复合材料细观结构与宏观力学性能关系分析方法研究课题,建立一种再生混凝土细观静、动态损伤基面力元分 析方法,开发了可用模拟再生混凝土细观静、动态损伤破坏过程大规模和高效计算的数值模拟软件及前后处理软件, 可模拟再生混凝土的静、动态力学性能,从细观层次分析再生混凝土材料的破坏机理,分析再生混凝土的静、动态 本构关系,应力应变软化曲线、尺寸效应及再生混凝土的静、动态变形,揭示再生混凝土的破坏机制。

通过选取合理的计算模型进行数值模拟,能够避开试验条件的限制和人为因素的影响,从而实现将再生混凝土的细观结构和宏观力学性能联系起来。提出以新硬化砂浆、老硬化砂浆、内界面区、外界面区和天然骨料五相材料组成的再生混凝土二维和三维细观结构。以混凝土损伤塑性本构模型和蒙特卡罗法为基础,用MATLAB语言编写二维再生混凝土随机骨料程序,用Python编写三维随机骨料程序,通过有限元软件Abaqus建立含双界面的再生混凝土二维、三维随机骨料计算模型。研究了再生混凝土在单轴压缩、拉伸荷载作用下的抗压强度、抗拉强度、峰值应变等力学性能,对其损伤破坏、应力分布规律进行了探究,并对各相材料力学性能对再生混凝土宏观力学性能的影响展开了分析。

混凝土是世界范围内用量最大的人造建筑材料,一旦建筑物或构筑物解体,它也会相应地成为建筑垃圾的一部分。近年来,随着我国七、八十年代建筑物的日渐淘汰更新,以废弃混凝土为主体的建筑垃圾的产生和排出数量也在快速增长,迫切需要解决废弃混凝土的再生利用问题。据统计,我国每年因拆除旧建筑产生的固体废弃物有2亿吨以上,新建建筑产生的固体废弃物大约1亿吨,两项合计约3亿吨,仅废弃混凝土大约有l亿吨左右,其巨大处理费用和由此引发的环境问题十分突出。项目成果提供了再生混凝土细观结构分析方法和计算软件,符合国家节能减排、绿色、可持续发展的要求,其产业化前景也相当的广阔。

我校理学部主要研究方向为小波分析与信号处理、非参数统计与数据分析、固体微结构与性能和纳 米光学等领域,下设北京工业大学微纳信息光子技术研究所、信息与计算科学实验室、普通物理实验室、 应用物理实验室等科研基地,代表性成果有新型超高密度体全息存储、基于金属纳米结构的新型光子器 件和光电子系统声电光器件、超快光纤激光器、可调谐激光器、PLD镀膜技术等。

现代社会城市化进程的加快,废弃混凝土与日俱增,大量的建筑垃圾无法有效的处理而天然骨料资源日益枯竭,再生混凝土可以有效的处理建筑垃圾,再生混凝土配制技术可以解决再生混凝土应用中存在的问题,具有不可替代的生态效益。作为一种新型绿色环保建筑材料,尽管再生混凝土还有着许多不足之处,但它却能够从根本上解决废弃混凝土的出路问题,可以消除废弃混凝土造成的环境污染,可以节约天然骨料资源,在其向现实的转化应用中还会产生显著的经济效益、社会效益和生态效益。

1、技术承接方应当具备较为充足的资本,以使得成果转化相关工作能够顺利开展;

2、技术承接方应当具有一定的技术能力,并配备足够的技术人员开展技术转化的系列工作;

3、技术承接方应按照合同约定支付技术转让费用;

4、技术承接方应当按照合同约定的范围和期限实施专利;

5、技术承接方不得许可约定以外的第三人实施该专利。