Ls-Dyna對預應力鋼筋混凝土結構的抗爆模擬

 Ls-Dyna求解器功能強大,是世界上最著名的顯示動力分析程序,尤其適合求解各種二維、三維非線性結構的碰撞、侵蝕和爆炸沖擊等非線性問題。案例中承受爆炸荷載構件為剪力墻-預應力寬連梁鋼筋混凝土構件,構件有限元模型應用HyperMesh工具處理,鋼筋與混凝土單元共節點,模型概況,如圖1。本案例采用kg-mm-s單位制。

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模擬預應力鋼筋混凝土結構的爆炸沖擊響應,需要分兩步處理:第一步,對構件施加預應力,模擬構件的穩態應力分布;第二步,進行預應力分布穩定時的構件抗爆模擬。其中,第二步針對預應力鋼筋混凝土構件進行的爆炸相關設置,見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬>,本文章主要介紹預應力,即預緊力的施加,及重啟動的相關設置。空氣及炸藥網格可用TCE工具處理(TCE使用方法見我的技術鄰免費課程<Dyna求解的工程爆破模擬教程>)。

Part1預緊力的施加-預應力鋼筋混凝土構件建立:

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第一步,新建MAIN.k、ALE.K、BlastPoint.k、Boundary.k、EntitySet.k、Mode.k(搭建的模型文件導出Mode.k中)。復制材料卡片(提前寫好,或聯系博主索要)及計算控制卡片(聯系博主索要)到計算文件夾中,形成文件內容如圖2。文件解析見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬>。

第二步,將MAIN.k文件導入HyperMesh中(模型搭建如若不會,可以向博主索要學習資料),操作步驟見圖3。

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第三步,為模型分配材料及屬性。

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本例中構件模型及單元屬性按表1采用,混凝土單元材料模型添加材料侵蝕關鍵字*MAT_ADD_EROSION,材料與屬性需要依照圖4操作圖示,依次完成賦值。

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第四步,生成預應力鋼筋截面上幾何點,操作步驟見圖5。

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第五步,創建施加預應力的截面,二根鋼筋分別建立,操作步驟見圖6,注意進行預應力截面創建前,使Boundary.k文件置于當前,方法見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬>圖6。

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第六步,創建預應力組件的partset,兩根鋼筋各建立一set,操作步驟見圖7。注意創建partset前,使Entity Set.k文件置于當前,方法見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬>圖6。

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第七步,預應力截面添加組件,兩根鋼筋分別添加,操作步驟見圖8。注意使Boundary.k文件切換置于當前,方法見前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬>圖6。

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第八步,定義預緊力曲線,操作步驟見圖9。

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第九步,定義及設置INITIAL_STRESS_SECTION關鍵字,兩根鋼筋分別定義,操作步驟見圖10。

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第十步,導出成k文件,操作步驟見圖11,提交到Ls-Dyna求解器進行初始應力計算(計算控制卡片聯系博主索要)操作步驟見圖12。

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計算結果:

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Part2重啟動,爆炸沖擊設置:

第一步,導入Mode.k文件,導入方法見本帖圖3,新建空氣及炸藥網格(網格劃分方法不會,聯系博主索要資料)。本帖空氣及炸藥網格應用TechChat-Exploding工具創建,簡稱TCE工具。空氣及炸藥網格也可以應用HyperMesh工具處理,不應用TCE工具,不影響本文介紹技術的實操。

第二步,導出模型到Mode.k文件,導出方法見本帖圖11。

第三步,參照前貼<Ls-Dyna對鋼筋混凝土結構的抗爆模擬>進行爆炸計算相關設置。

第四步,在MAIN.k文件中寫入關鍵字*STRESS INITIALIZATION,如圖13。

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第五步,將Part1計算結果中d3dumpN(最后一個d3dump文件),拷進爆炸沖擊計算的文件夾中。

第六步,提交計算文件,重啟動計算,操作步驟如圖14。

TU14(02).png

計算結果:

TU15.png

計算文件請添加q群(cae技術聊):551922835獲取

鋼筋混凝土網格處理見博主課程:基于HyperMesh工具的鋼筋混凝土網格處理方法

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