鋼管混凝土abaqus建模過程-資料下載頁
2025-04-09 12:14本頁面
【正文】 指定剛度與阻尼成比例，ABAQUS則會在未損傷彈性剛度的基礎上計算阻尼。在高應變速率下，這將會在單元上產生巨大的人工阻尼力并使結構嚴重破壞。1 裂縫方向的可視化與混凝土彌散開裂模型不同，混凝土損傷塑性模型沒有在材料集成點開裂的概念。但是為了得到混凝土結構中的裂縫模式的圖形可視化，可以引進有效裂縫方向的概念。為了得到裂縫方向的定義，不同的標準被標量損傷塑性的框架所采用。通過lubliner et. al.(1989),我們可以假設在等效拉伸塑性應變大于零的地方會有裂縫發(fā)生，并且最大的主塑性應變?yōu)檎怠＜僭O裂縫平面的法向向量的方向與最大主塑性應變的方向平行。該方向可以從ABAQUS/CAE的可視化模塊看出來。1 單元ABAQUS為混凝土損傷塑性模型提供了一系列可供使用的單元：桁架、殼、平面應力、平面應變、廣義平面應變、軸對稱和三維單元。大部分的梁單元可以使用；但是有扭轉產生的剪應力并且不包括環(huán)向應力的梁單元是不能使用的。薄壁開口的梁單元和管單元可以在ABAQUS/standard中使用。對于一般的殼分析，不僅僅是默認的在厚度方向有五個集成點的殼單元可以使用；有九個厚度集成點的殼單元通常用于抗連續(xù)倒塌的混凝土結構中。1 輸出出來ABAQUS的標準輸出外（“Abaqus/Standard output variable identifiers,” Section , and “Abaqus/Explicit output variable identifiers,” Section ），下列的字符是專門關于材料點的變量：1 參考資料塑性理論大多數工程材料在一開始都是表現為彈性行為。彈性行為意味著變形是完全可以恢復的：即當荷載撤掉厚，試件變?yōu)樵嫉男螤?。如果荷載超過一定的限制（屈服極限），變形將不再是完全可以恢復的。當荷載撤掉后有一些變形還是存在的，比如說當一個回形針過度彎曲或者金屬在加工過程中受到輥閘和鍛造。塑性理論就是為了模擬材料在經歷不可恢復的變形時所產生的力學反應。該理論被廣泛地應用于金屬中，但是他們也被應用到巖土、混凝土、巖石、冰、可壓碎的泡沫等等。這些材料有非常不同的行為表現。比如，在巨大的純靜水壓力下，金屬幾乎沒有非彈性變形，但是非常小的靜水壓力值有可能導致非常大的不可恢復的體積變形在土壤試件中。盡管如此，塑性理論的基本概念對于廣泛應用該理論的材料來說都是成功的。ABAQUS中大部分的塑性模型都是應用增量理論，即把應變率分解為彈性部分和塑性部分。增量塑性理論通常包括如下部分：屈服面，即把屈服荷載的概念一般化為一個函數，該函數用來判斷在一個特定的應力狀態(tài)、溫度等等情況下，材料是否發(fā)生屈服。流動法則，用來定義非彈性變形當材料的力學反應不再是純粹彈性的情況。硬化法則，用來定義硬化，當非彈性變形發(fā)生的時候，屈服和流動的改變方式。ABAQUS/standard也有形變塑性模型，即應力是通過全部應變來定義的。這就是rambergosgood模型（“Deformation plasticity,” Section ），并且主要是針對延性斷裂力學，因為延性斷裂力學需要全塑性解。一、彈性反應ABAQUS塑性模型也需要一個彈性定義來處理可恢復的變形。在ABAQUS里面，彈性包括線彈性、相關的一些塑性模型、多孔彈性（參見 “Material data definition,”Section ）。在ABAQUS/explicit 中，mises和johnsoncook塑性模型也可以通過偏相關行為的狀態(tài)方程來定義。當執(zhí)行一個彈塑性有限應變分析時，ABAQUS假設塑性應變控制著變形且彈性應變很小。ABAQUS使用的彈性模型應用了該限制。這是合理的，因為大部分材料的屈服點對于楊氏模量來說都非常??；比如說材料的屈服應力一般不到其楊氏模量的1%。因此，彈性應變也會小于1%，并且材料的彈性行為可以被模擬的非常精確假設為線性的。在ABAQUS/explicit中，彈性應變能是逐步增加的。彈性應變能增量可以通過計算得出，其中代表總的應變能的增量， 代表塑性能耗散。當增量步的變形幾乎為塑性變形時，相對和 來說非常小。因此， 和 的近似計算產生的偏差對于自身來說是微不足道的，但是對于 來說則相對很大。一般來說，彈性應變能的解釋非常精確的，但是在很少的情況因為和 的近似計算有可能導致彈性應變能為負值。這種情況很有可能發(fā)生在速率相關塑性模型中。只要彈性應變能的絕對值相對總的應變能來說非常小，彈性應變能為負值就不會成為一個嚴重的求解難題。二、應力和應變計算大多數延性材料在屈服的時候其應力水平地數量級都會小于其彈性模量，這意味著相關的應力和應變應該為柯西應力和自然應變。這些模型的數據也應該用這種方式給出。如果你有一組單軸的應力應變試驗數據，并且材料是各向同性的，一個簡單的轉換關系式如下：其中E為楊氏模量。三、應力應變數據輸入實例下列的例子解釋了經典金屬塑性模型和等向強化材料數據的輸入規(guī)則（參見“Classical metal plasticity,” Section ）。定義材料模型需要代表材料硬化行為的應力應變數據。，初始屈服為200MPa。1%的應變是材料硬化至300MPa，之后便是理想塑性。假設楊氏模量為200000MPa,那么在1%，輸入為：用來定義硬化行為的而是塑性應變值而不是總的應變值。并且，第一個數據必須對應于塑性開始的那一點（即塑性應變的第一個值必須為0）。這些概念適用于以下任意一個塑性模型定義硬化數據：指定初始等效塑性應變初始等效塑性應變可能在經典金屬塑性模型以及druckerprager 模型中定義硬化數據時指定。故輸出變量等效塑性應變PEEQ包含初始等效應變值以及在分析過程中由于塑性應變產生的額外的塑性應變。然而，塑性應變張量PE僅僅包含在分析過程中由于變形所產生的應變。，它可以解釋這個概念。材料在A點進行退火配置；其屈服應力為,一個新的分析需要通過指定總的應變來利用同一條硬化曲線，只不過起點是D點，沿著D,E,F進行。為了獲得正確的屈服應力，E點的等效塑性應變應該作為初始條件輸入。同樣的，F點正確的屈服應力通過等效塑性應變得出。
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