注入 CNT/水泥砂浆石材的分层元建模
材料科学
2023-10-10 v1
摘要
本文提出一种创新的分层元建模方法，用于预测为结构修复而注入含碳纳米管（CNT）复合水泥浆液的石材的有效弹性性能。研究首先通过数值代表性体积元处理纳米与微观尺度的均匀化。第一个数值模型关注掺入随机取向 CNT 的水泥基体，第二个模型表示孔隙由 CNT/水泥浆液填充的多孔石材。然而，这些模型的计算负担在分析大型宏观结构单元时构成显著限制。为克服该挑战，提出一种基于两个嵌套 Kriging 代理模型的分层元建模方法。该方法提供快速且准确的替代方案，以规避耗时的数值均匀化过程。第一个代理模型建立 CNT 与水泥的微观结构特征同复合浆液有效弹性性能之间的联系。随后，第二个元模型在第一个基础上引入两个额外变量：石材的弹性模量与孔隙率，从而可估算 CNT/水泥/石材复合材料的总体弹性性能。通过详细参数分析证明了所提分层元模型的准确性与高效性。为展示其在优化修复干预中的潜力，论文以注入 CNT/水泥浆液的石材柱基准案例研究的应用作为结尾。
引用
@article{arxiv.2310.05759,
title = {Hierarchical meta-modelling of stone injected with CNT/cement mortar},
author = {Rubén Rodríguez-Romero and Víctor Compán and Andrés Sáez and Enrique García-Macías},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.05759},
year = {2023}
}