钢筋混凝土梁çš?/p>
Abaqus
非线性有限元分析
摘要ï¼?/p>
本文介绍了混凝土损伤塑性模型的原理ã€?/p>
钢筋和混凝土材料的塑性计
算过程ã€?/p>
混凝土损伤因子的定义及计算ã€?/p>
依据混凝土规范,
采取半理论半经验æ³?/p>
推导出普遍适用的混凝土损伤塑性模型,
然后考虑材料非线性和几何非线性,
�/p>
一根钢筋混凝土悬臂梁进行了精细化有限元分析ï¼?/p>
探讨了混凝土损伤对计算结æž?/p>
的影响等问题,为进一步利ç”?/p>
ABAQUS
对钢筋混凝土进行有限元分析提供了å�?/p>
考ã€?/p>
关键词:损伤塑性模型;有限元;
ABAQUS
钢筋混凝土结构在土木中应用广泛ã€?/p>
目前常采用试验或数值模拟的方法来研
究结构的力学行为。试验结果较可靠,但费用高、周期长。随着计算机有限元åˆ?/p>
析的发展ï¼?/p>
使得复杂结构的模拟得以实现ã€?/p>
在数值分析中ï¼?/p>
主要考虑混凝土材æ–?/p>
的本构模型,然而,由于混凝土材料的特殊性,虽然已出现各种本构模型,但是
仍未见公认的模拟本构关系的理è®?/p>
[1]
�/p>
混凝土的本构关系主要是表达混凝土在多轴应力作用下的应åŠ?/p>
�/p>
应变关系ï¼?/p>
应力
�/p>
应变曲线由上升段和下降应变软化段组成,特别是对下降段
,
它具有裂ç¼?/p>
逐渐扩展ï¼?/p>
卸载时弹性软化等特点ï¼?/p>
而非线性弹性ã€?/p>
弹塑性理论很难描述这一ç‰?/p>
性ã€?/p>
损伤力学理论既考虑混凝土材料在未受力的初始裂缝的存在,
也可反映在受
力过程中由于损伤积累而产生的裂缝扩展ï¼?/p>
从而导致的应变软化ã€?/p>
因而近年来ä¸?/p>
少学者致力于将损伤力学用于混凝土材料,并建立相应的本构关ç³?/p>
[2]
�/p>
ABAQUS
是大型通用的有限元分析软件ï¼?/p>
其具有强大的非线性分析能åŠ?/p>
[3]
ï¼?/p>
ABAQUS
软件中的混凝土损伤塑性模型采用各向同性弹性损伤结合各向同性拉
伸与压缩塑性理论来表征混凝土的非线性行ä¸?/p>
,
是一个基于塑性的连续介质损伤
模型
,
又结合非关联多重硬化塑性和各向同性弹性损伤理论表征材料断裂过程中
发现的不可逆损伤行ä¸?/p>
[4]
。该模型可用于单向加载、循环加载及动态加载等æƒ?/p>
况,具有较好的收敛性ã€?/p>
本文把规èŒ?/p>
[5]
建议的混凝土本构关系应用到损伤塑性模型,对一悬臂æ¢?/p>
[6]
进行精细的有限元建模计算和探讨ã€?/p>
1
混凝土损伤塑性模åž?/p>
ABAQUS
在钢筋混凝土分析上有很强的能力。它提供了三种混凝土本构æ¨?/p>
型:
混凝土损伤塑性模型,
混凝土弥散裂缝模型和
ABAQUS/Explicit
中的混凝åœ?/p>
开裂模型。其中混凝土损伤塑性模åž?/p>
(CDP
模型
)
是依æ�?/p>
Lubliner,
Lee
å’?/p>
Fenves(1998)
提出的损伤塑性模型确定的
[7]
,可以用于单向加载、循环加载以å�?