寫在開篇

以前教研室是沒人用Perform-3D軟件的，自己自學的時候也碰到很多困難，走了很多彎路，網上雖有介紹也不全面，特別是對于某些冷門的單元和一些比較細化的參數解釋較少。這里陸陸續續寫一點自己模擬時候的小心得小技巧，難免有錯，批評指正。 個人郵箱：shenrong1031@foxmai

l.com，歡迎交流。

01

BRB單元介紹

屈曲約束支撐在結構彈塑性分析中的模擬常用的是一個理想彈塑性軸力桿單元，僅僅能夠定義屈曲約束支撐的屈服強度，相比于實際忽略了BRB段部加強區影響和應變強化作用，不夠精確。Perform-3D提供了專用的Buckling Restrained Brace 單元，通過剛域、彈性桿、BRB單元串聯模擬完整BRB構件。

部件1：Core Segment（Buchkling Restrained Brace單元）

圖1 Perform-3D中BRB組件示意圖

02

材料屬性定義

先選中Buclkling Restrained Brace單元中的Basic Preperties選項卡，左側定義BRB的本構相關的一些選項。如 雙折線or三折線、是否考慮拉亞不對稱、是否有強度損失等；右側通過定義BRB核心段剛度、屈服后剛度、初始屈服力、二階屈服力、應變強化達到的最大屈服力、最大變形、核心段長度等，完成對BRB單元基本力學性能的定義。 特別注意：這里的BRB單元僅僅是定義核心段參數。界面如下：

圖2 Basic Preperties選項卡

在上一選項卡中我們已經定義了BRB的第一圈的屈服力和應變強化后最大的屈服力，這里只需對強化過程相關的參數進行定義。Perform-3D中對BRB的應變強化效應提供了三種控制方式：最大變形控制、累積變形控制、最大變形-累計變形雙重控制。選取可以根據實際模擬方便程度選取，本人更傾向于最大變形控制。只需輸入最大強度時的最大變形和強度平均值時的最大變形即可定義。下面進入Harding Behavior選項卡，定義BRB應變強化相關的參數。

圖3 Harding Behavior選項卡

到這里，核心段的定義已經基本完成。其他幾個選項卡可根據需要定義，比較易懂。
部件2：Transition Segment（Elastic Bar單元） BRB的過渡段在工作中認為是彈性的，故可以用一個Linear Elastic Bar單元模擬，只需輸入單元截面的彈性模量和面積，單元長度會在組裝時候根據 總長-核心段-剛域長度 自動計算得到。
部件3與構件組裝：End Zone
BRB末端剛域不需要特別建立單元模擬，只需在構件組裝時候進行定義。

圖4 組裝

組裝時分別選定核心段、過渡段組件，輸入末端剛域面積和剛域總長度（剛域材料為彈性段材料、總長為兩端部長度之和），這樣一根完整的BRB構件就定義完成了。

03

實驗對比

參考東南大學 吳京教授 課題組的國標Q235鋼屈曲約束支撐低周疲勞試驗研究相關數據，進行了數值模擬驗證。可以發現Perform3d的模擬結果與試驗結果吻合較好。

圖5 實驗與模擬數據對比

原創 2016-11-05 沈榕 

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