拉压各向异性黏聚模型

误差低于0.5%

该模型通过参数反演框架和SHAP分析，更准确地模拟3D打印混凝土层间界面的各向异性力学行为，为优化打印工艺和结构设计提供更可靠的数值工具。

An, Ning · Huai, Wang · 王培军 · Chuanhua, Xu · 刘梅

Journal of Building Engineering 2025

参数信息

相对误差

<0.5 %

技术优势

误差低于0.5%

参数反演框架结合压缩试验数据，使模型模拟结果与试验的相对误差低于0.5%，高于传统各向同性模型的精度。

无需反复试错

提出的参数反演框架直接利用受压试件的试验数据确定模型参数，避免了传统人工试错标定的繁琐和不确定性。

找准关键参数

通过SHAP方法量化各参数对各向异性的贡献，发现水平加载时压缩刚度最关键，竖向加载时压缩刚度和剪切刚度共同主导。

应用场景

• 3D打印混凝土结构仿真：用该模型预测层间薄弱面对整体承载力的影响。
• 混凝土结构优化设计：调整打印参数前先仿真，减少试打样件数量。
• 材料本构建模：提供考虑拉压差异的层间本构，可直接嵌入有限元。
• 增材制造工艺仿真：用于量化打印方向对层间刚度的影响。