【正文】 動強(qiáng)化模型用于模擬金屬的循環(huán)荷載模型。Johnsoncook各向同性強(qiáng)化準(zhǔn)則是一種特殊的各向同性強(qiáng)化準(zhǔn)則，在該準(zhǔn)則里面，屈服應(yīng)力是等效塑性應(yīng)變、應(yīng)變速率和溫度的解析函數(shù)。盡管該模型被稱為強(qiáng)化模型，但是應(yīng)變軟化或者強(qiáng)化之后的軟化都可以用該模型來定義。1. 理想塑性理想塑性意味著屈服應(yīng)力不會隨著塑性應(yīng)變而增加。2. 希爾屈服面用于各向異性屈服模型。否則會出現(xiàn)錯誤，措施如下：經(jīng)典金屬塑性理論：必須與線彈性材料模型或者狀態(tài)方程一起應(yīng)用。最簡單的線彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系式如下所示：G=E/2(1+v)；E和v可以是溫度或者其他場變量的函數(shù)。線彈性、多孔彈性和亞彈性在應(yīng)力水平達(dá)到彈性模量的50%或者更高的水平時，會表現(xiàn)出很差的收斂性。如果使用了分布質(zhì)量，那么將不能使用溫度或者其他場變量相關(guān)的密度。（除了織物材料，其為線性外推）因此，在輸入數(shù)據(jù)的時候，我們需要格外注意。使用剛體部件是不需要賦予部件材料屬性的，但是在不完全約束剛體自由度的情況下必須指定剛體集中質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量。要求：大應(yīng)變。計算量小。殼的橫截面剛度可在分析中計算，也可在分析開始時計算。3. 自由度以5結(jié)尾的三維殼單元，每一節(jié)點只有5個自由度：3個平動自由度和面內(nèi)的2個轉(zhuǎn)動自由度（沒有繞殼面法線的轉(zhuǎn)動自由度）。③厚殼單元：考慮了任意大的轉(zhuǎn)動，但是僅考慮了小應(yīng)變。除軸對稱殼外，殼單元中的每一個數(shù)字表示單元中的節(jié)點數(shù)，而軸對稱殼單元中的第一個數(shù)字則表示插值的階數(shù)。鋼管混凝土ABAQUS建模過程Part模塊 鋼管1. 殼單元概念：殼單元用來模擬那些厚度方向尺寸遠(yuǎn)小于另外兩維尺寸，且垂直于厚度方向的應(yīng)力可以忽略的的結(jié)構(gòu)。如果名字中最后一個字符是5，那么這種單元只要有可能就會只用到三個轉(zhuǎn)動自由度中的兩個。殼單元庫中有線性和二次插值的三角形、四邊形殼單元，以及線性和二次的軸對稱殼單元。然而，如果需要的話，節(jié)點處的所有6個自由度都是可以激活的。①在分析中計算：用數(shù)值方法來計算殼厚度方向上所選點的力學(xué)性質(zhì)。當(dāng)殼體響應(yīng)是線彈性時，建議采用這個方法。僅在幾何非線性分析中考慮殼單元厚度的改變，殼單元厚度方向上的應(yīng)力為0，應(yīng)變只考慮來自泊松比的影響。歐拉：？屬性模塊當(dāng)定義材料屬性的時候，在考慮大應(yīng)變的時候，應(yīng)力指的是柯西應(yīng)力（即在現(xiàn)時構(gòu)型上所定義的應(yīng)力），應(yīng)變指的是自然應(yīng)變，即當(dāng)材料數(shù)據(jù)是唯一一個變量的函數(shù)時，材料數(shù)據(jù)必須根據(jù)這個獨立變量的增長而給出。當(dāng)材料屬性是多個變量的函數(shù)時，如圖所示：材料有很多方面的性質(zhì)，但是在一個分析中，我們不需要定義所有的性質(zhì)，我們只需要定義與當(dāng)前分析有關(guān)的材料性質(zhì)即可。密度行為用于指定所有單元的質(zhì)量密度，除了剛性單元。線彈性：在小應(yīng)變情況下有效（應(yīng)變小于5%）；可以是各向同性、各向異性；可以與溫度以及其他場變量有關(guān)；對于連續(xù)實體單元可以定義分布。各向同性彈性材料可以通過分布有空間各樣的彈性行為，當(dāng)使用了分布就不能再使用溫度和其他場變量相關(guān)的彈性常數(shù)。一、屈服準(zhǔn)則：米塞斯和希爾屈服面假設(shè)金屬的屈服與等效壓應(yīng)力無關(guān)：這個假設(shè)已經(jīng)被大多數(shù)金屬受壓試驗所證實（除了廢棄金屬），但是對于承受很高的三軸張力的金屬或者材料有空洞的情況下，這個假設(shè)就可能不太精確了。硬化準(zhǔn)則在ABAQUS里面，我們可以定義理想塑性材料，也可以定義強(qiáng)化準(zhǔn)則。它可以表格形式定義為溫度或者場變量的函數(shù)。關(guān)于各向同性強(qiáng)化準(zhǔn)則更多的細(xì)節(jié)請參考ABAQUS theory guide 。這個強(qiáng)化準(zhǔn)則適用于模擬大多數(shù)材料的高速率變形。線性隨動強(qiáng)化模型：以恒定的硬化速率來模擬硬化行為非線性隨動強(qiáng)化模型：可以提供更好的預(yù)測但是需要更細(xì)的刻度更多細(xì)節(jié)請參見 “Models for metals subjected to cyclic loading,”。只要我們對這種效應(yīng)的細(xì)節(jié)不感興趣，在ABAQUS中使用光滑米塞斯或者希爾相關(guān)聯(lián)的流動法則一般是可以準(zhǔn)確預(yù)測試驗結(jié)果的。1. 直接表格法2. 屈服應(yīng)力比率法代表靜態(tài)屈服應(yīng)力，代表等效塑性應(yīng)變，代表等效應(yīng)變速率，R是一個比率，當(dāng)?shù)刃?yīng)變速率為零時，R=。2. 利用各向同性彈性損傷和各向同性抗拉和抗壓塑性的概念來模擬混凝土的非彈性行為。6. 包含非關(guān)聯(lián)的多向硬化塑性和標(biāo)量各向同性損傷，可以用于描述在破壞過程中不可逆轉(zhuǎn)的損傷。10. 要求材料的彈性行為是各向同性并且線性的。屈服面的演變主要由兩個硬化變量來控制，即受拉等效塑性應(yīng)變和受壓等效塑性應(yīng)變，與受壓受拉的失效機(jī)制有關(guān)。失效應(yīng)力對應(yīng)混凝土材料微裂縫的出現(xiàn)。該表達(dá)在某種程度上有點簡單，但是捕獲了混凝土響應(yīng)的主要特征。彈性剛度的受損通過兩個變量來表示，dt和dc,并且這兩個變量假設(shè)為塑性應(yīng)變、溫度和場變量的函數(shù)：損傷變量可以從0取值到1,0代表未損傷，1代表完全損傷。剛度恢復(fù)效應(yīng)，也被稱為單邊效應(yīng)，是混凝土在循環(huán)荷載下一個重要的表現(xiàn)。剛度損傷變量d是應(yīng)力狀態(tài)和單軸損傷變量dt、dc的函數(shù)。在0~1之間代表剛度部分恢復(fù)。 鋼筋在ABAQUS中，混凝土結(jié)構(gòu)一般是通過提供鋼筋來進(jìn)行加固，其中，鋼筋是一種一維桿件，它可以單獨定義，也可以嵌在表面。詳情請參見下面的拉伸硬化。該行為也允許鋼筋與混凝土界面的簡單模擬。其中，為了避免可能的數(shù)值問題，ABAQUS為失效后應(yīng)力規(guī)定了一個下限值，即。如果沒有拉伸損傷，則。在鋼筋混凝土的實際計算中，網(wǎng)格通常是這樣子的，即每個單元都包含鋼筋。標(biāo)準(zhǔn)混凝土的失效應(yīng)變一般是，這就意味著拉伸硬化導(dǎo)致應(yīng)力降低到0的時候，總的應(yīng)變?yōu)椴攀呛侠淼?。幾乎沒有哪個實際的設(shè)計會表現(xiàn)出這種行為，因此分析模型出現(xiàn)這種響應(yīng)就意味著拉伸硬化過少。使用這種方法，混凝土的脆性行為是通過應(yīng)力位移來描述而不是應(yīng)力應(yīng)變曲線來描述。如下圖所示：強(qiáng)度完全損失時的開裂位移為。應(yīng)用：在有限元模型中，應(yīng)力位移概念的應(yīng)用需要相關(guān)集成點的特征長度的定義。對于軸對稱單元來說只是rz平面的特征長度。因此建議使用長寬比接近1的單元。受壓應(yīng)力應(yīng)變必須是正值。卸載數(shù)據(jù)通過受壓損傷曲線來給出。如果不考慮損傷，那么模型表現(xiàn)為塑性模型；因此且。這意味著剛度有99%的折減。ABAQU