闫东伟+汪志强+董琦

摘 要：混凝土材料在周期载荷作用下应变对应力具有一定的滞后效应，应变和应力之间存在一定的相位差，由于相位差的存在，使材料在振动过程中会产生一定的能量损耗，可以降低动力荷载带来的不利影响。本文利用MATLAB处理混凝土单轴试验条件下进行正弦波加载得到的试验数据，进行了试验数据回归，求得了应力应变滞回圈的特征参量和面积，得出了材料在不同加载频率下的能量损耗，基于正态分布假设，得到了材料的峰值频率，为混凝土材料的动力学性能研究提供参考。

关键词：滞回圈 能量损耗 MATLAB 峰值频率

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（b）-0090-03

Abstract：In the case of alternating loads， the strain has a certain hysteresis effect on the stress. There is a certain phase difference between the strain and the stress. Due to the existence of the phase difference， the material will produce some energy loss during the vibration process， which can reduce the adverse effect of the dynamic load on the vibration of the concrete material during the working process. In this paper， the experimental data of the concrete single-axis experiment under sine wave loading are analyzed by MATLAB. The experimental data are analyzed to calculate the characteristic parameters and area of the stress-strain hysteresis loop. So the energy loss of the material under different loading frequency is obtained. Based on the assumption of normal distribution， the peak frequency of the material can be found， which can provide reference for understanding the dynamic performance of the concrete.

Key Words：Hysteresis loop； Energy loss； MATLAB； Peak Frequency

材料在特定的應力作用下，可以同时表现出弹性和粘性。理想弹性条件下，材料的应力和应变完全同步，粘性条件下，应变对应力有一定的滞后，一般称之为粘滞性或滞弹性。由于材料粘滞性的存在，材料或结构会持续吸收外部输入能量并耗散部分传入的能量，由于固体内部原因使机械能消耗的现象称为“能量损耗”。在非弹性阶段，结构的稳定性主要取决于结构耗散能量的能力，即保持承载力的同时可以在荷载作用下耗散部分能量[1]，这将大大提高结构的减震能力，在结构抗震、高速铁路建设等方面发挥重要的作用。

在周期荷载作用下，材料的粘滞性会导致应变和应力之间存在一定的相位差，形成应力-应变滞回圈。结构耗散能量的能力可以用应力-应变滞回圈的面积来衡量。……