月球高强度混凝土

低应变率到高应变率皆精准

通过分层贝叶斯框架与动态热机械相场模型识别参数，在数据稀缺条件下实现力学参数与不确定性的可靠反演，为月面结构设计提供关键支持。

Tianxiang, Shi · Wu, Chengqing · Zhang, Yongqiang · 孙淼 · Chen, Di

Engineering Fracture Mechanics 2026

参数信息

准静态抗压强度预测相对误差

1.82%–2.90% %

准静态劈裂抗拉强度预测相对误差

4.49%–6.12% %

动态压缩峰值强度误差

0.01%–4.76% %

临界能量释放率 Gc0

8.0 N/mm

内部长度尺度 l0

5.0 mm

黏性参数 η0

1.57774 × 10⁻⁴ N·s/mm²

技术优势

解耦温度与应变率

分层识别策略将温度和应变率效应分解为独立的尺度函数，避免参数耦合干扰，提升反演稳健性。

低误差预测

校准模型对准静态抗压和劈裂抗拉强度的预测相对误差分别为1.82%–2.90%和4.49%–6.12%，动态压缩峰值强度误差0.01%–4.76%。

降低计算成本

采用多项式混沌展开代理模型加速贝叶斯推断并支持免采样更新，显著降低计算开销。

可迁移反演框架

该贝叶斯反演框架可迁移至其他复合材料和混凝土，用于数据稀缺下的参数识别与不确定性量化。

应用场景

• 月面基地结构设计：用标定参数直接模拟月面结构的力学响应，支撑安全设计。
• 深空探测材料：为原位资源利用提供可靠力学参数，减少试验依赖。
• 极端环境力学评估：在极端温变和冲击下预测强度与破坏模式，保障安全。
• 高性能混凝土：通过相场参数标定提升对高性能混凝土的仿真可信度。
• 地外建造材料：支持数据稀缺下地外建造材料的性能评估与选材。