鋼筋混凝土爆炸模擬的案例
LS-DYNA高級(jí)應(yīng)用——近場(chǎng)爆炸作用鋼筋混凝土墻破壞模擬 S-ALE-FEM-SPH耦合模型 ￥100
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</figure><p><br></p><p>此算例融合了鋼筋/混凝土分離式建模（beam-solid耦合），S-ALE-FEM-SPH耦合，F(xiàn)EM-SPH自適應(yīng)轉(zhuǎn)化技術(shù)，可以較為完美的復(fù)現(xiàn)近場(chǎng)爆炸作用下鋼筋混凝土的動(dòng)態(tài)破壞及碎片云形成。</p><p>注意：</p><p>本算例需要在LS-DYNA R14（ANSYS2024R1）以上的求解器進(jìn)行計(jì)算。</p><p><br></p><p>具體的關(guān)鍵字內(nèi)容詳見付費(fèi)文件。</p><p>本案例完全采用ls-prepost建模，本貼不附帶教學(xué)，如果想了解詳細(xì)建模過程，請(qǐng)私信。</p><p><br></p><p>如果想自己研究，請(qǐng)看這兩篇論文。</p><div contenteditable="false" width="100%"><p><img src="https://img.jishulink.com/static/web/attachment.png" style="display:inline;vertical-align: middle;width: 24px;height:24px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/static/web/attachment.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/static/web/attachment.png?
展開 ABAQUS中定義混凝土的塑性損傷本構(gòu)、鋼筋和混凝土之間的粘接滑移，模擬拉拔鋼筋時(shí)受拉短柱的應(yīng)力分布 ￥50
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lsdyna鋼筋混凝土爆炸預(yù)應(yīng)力
因此我用了ansys進(jìn)行隱式分析，轉(zhuǎn)到lsdyna進(jìn)行顯式分析，把應(yīng)力應(yīng)變幾個(gè)關(guān)系導(dǎo)入lsdyna進(jìn)行接下來的爆炸分析。 可以看到lsdyna和ansys的變形數(shù)值都在5.0e-4左右，從云圖中也可以看到收斂很好。
鋼筋混凝土爆炸破壞仿真
鋼筋混凝土爆炸破壞仿真
LS-DYNA | 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的爆炸拆除 ￥100
<p>采用LS-dyna計(jì)算鋼筋混凝土建筑的爆炸拆除。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202408/attachment/e5e47fb4612c4c5695d92b3e866d19f6.gif" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202408/attachment/e5e47fb4612c4c5695d92b3e866d19f6.gif" style="" width="379" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202408/attachment/e5e47fb4612c4c5695d92b3e866d19f6.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202408/attachment/e5e47fb4612c4c5695d92b3e866d19f6.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202408/attachment/e5e47fb4612c4c5695d92b3e866d19f6.gif">
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展開 LS-DYNA,鋼筋混凝土板接觸爆炸，ALE方法 ￥80
混凝土KCC本構(gòu)模型參數(shù)輸入，請(qǐng)參考論文https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734743X20308319?via%3Dihub
動(dòng)畫播放.mp4
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在爆炸荷載作用下動(dòng)態(tài)響應(yīng) ￥10
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在爆炸荷載作用下動(dòng)態(tài)響應(yīng)
鋼筋混凝土框架規(guī)格為兩層兩跨，爆炸施加的荷載為下降三角形脈沖荷載。
（一）鋼筋與混凝土之間的耦合：通過關(guān)鍵字*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID，將兩者變形協(xié)調(diào)統(tǒng)一；除此之外，高版本求解器，通過*BEAM_IN_SOLID關(guān)鍵字進(jìn)行耦合，后者為前者的進(jìn)階版本，更好收斂，本文為簡單規(guī)整的鋼筋混凝土耦合，因此采用了前者，具體可見K文件。
（二）爆炸荷載施加：爆炸荷載施加主要有三種方法，一是通過實(shí)體建模，流固耦合的方法，這個(gè)方法下個(gè)帖子會(huì)進(jìn)行發(fā)布講解；二是通過關(guān)鍵字*load_Blast進(jìn)行施加，這個(gè)已經(jīng)在上一個(gè)帖子中說過了，感興趣的朋友可以去上一個(gè)帖子進(jìn)行瀏覽學(xué)習(xí)；三是通過經(jīng)驗(yàn)公式henrcy等，將炸藥的重量、距離、爆炸方式換算成下降三角形脈沖荷載進(jìn)行，本文聚焦第三種。
流程與K文件我放到了下面，喜歡的朋友可以下載一下。
展開 LSDYNA鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)/構(gòu)件爆破/爆炸倒塌本構(gòu)材料參數(shù)——持續(xù)更新ing ￥88
鋼筋混凝土/巖石材料參數(shù)包含以下6中常用本構(gòu)：（
1.*MAT_PLASTIC_KINEMATIC（MAT_003混凝土/鋼筋）自帶失效；2.*MAT_CONCRETE_DAMAGE_REL3_TITLE（MAT_72R3KC本構(gòu)）可看損傷；3.*MAT_BRITTLE_DAMAGE（MAT_96混凝土）整體式模型；4.*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE（MAT_111巖石HJC）可看損傷；5.*MAT_CSCM_CONCRETE（MAT_159混凝土）可看損傷/擬靜力；
6.*MAT_RHT（MAT_272混凝土RHT）可查看損傷/沖擊荷載），以下將對(duì)以上列出的本構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明，并且提供專用K文件材料本構(gòu)模板，直接導(dǎo)入?yún)?shù)即可（注意單位轉(zhuǎn)換）
后續(xù)我會(huì)把之前各種倒塌動(dòng)畫放上來，對(duì)應(yīng)用的是那種本構(gòu)也會(huì)一一對(duì)應(yīng)上來
單位制轉(zhuǎn)換↓↓：
推薦首行和尾行單位制設(shè)置
多個(gè)K文件同時(shí)導(dǎo)入設(shè)置方法
MAT159本構(gòu)C30簡單參數(shù)設(shè)置
MAT159本構(gòu)C20詳細(xì)參數(shù)設(shè)置
mat3參數(shù)詳解示例
展開 鋼筋混凝土特點(diǎn)及其原理 附鋼筋混凝土原理過鎮(zhèn)海文檔下載
鋼筋混凝土是當(dāng)下最流行的建筑結(jié)構(gòu)，無論是我們的房屋現(xiàn)澆鋼筋混凝土，還是大型建筑物，接下來我們就通過下面的內(nèi)容，來看看鋼筋混凝土的相關(guān)內(nèi)容介紹。
鋼筋
混凝土怎么樣
鋼筋混凝土中的受力筋含量通常很少，從占構(gòu)件截面面積的1%（多見于梁板）至6%（多見于柱）不等。鋼筋的截面為圓型。在美國從0.25至1英尺，每級(jí)1/8英尺遞增；在歐洲從8至30毫米，每級(jí)2毫米遞增；在中國大陸從3至40毫米，共分為19等。
在美國，根據(jù)鋼筋中含碳量，分成40鋼與60鋼兩種。后者含碳量更高，且強(qiáng)度和剛度較高，但難于彎曲。在腐蝕環(huán)境中，電鍍、外涂環(huán)氧樹脂、和不銹鋼材質(zhì)的鋼筋亦有使用。
鋼筋
混凝土特點(diǎn)
混凝土是水泥（通常硅酸鹽水泥）與骨料的混合物。當(dāng)加入一定量水分的時(shí)候，水泥水化形成微觀不透明晶格結(jié)構(gòu)從而包裹和結(jié)合骨料成為整體結(jié)構(gòu)。通常混凝土結(jié)構(gòu)擁有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度（大約3，000磅/平方英寸，35MPa）。
但是混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，通常只有抗壓強(qiáng)度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會(huì)使其微觀晶格結(jié)構(gòu)開裂和分離從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。而絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部都有受拉應(yīng)力作用的需求，故未加鋼筋的混凝土極少被單獨(dú)使用于工程。
鋼筋
混凝土原理
鋼筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性質(zhì)決定的。首先鋼筋與混凝土有著近似相同的線膨脹系數(shù)，不會(huì)由環(huán)境不同產(chǎn)生過大的應(yīng)力。其次鋼筋與混凝土之間有良好的粘結(jié)力，有時(shí)鋼筋的表面也被加工成有間隔的肋條（稱為變形鋼筋）來提高混凝土與鋼筋之間的機(jī)械咬合，當(dāng)此仍不足以傳遞鋼筋與混凝土之間的拉力時(shí)，通常將鋼筋的端部彎起180 度彎鉤。
展開 混凝土中鋼筋的電化學(xué)腐蝕模擬 ￥1000
混凝土中鋼筋的腐蝕是指鋼筋與混凝土中的水和氧氣反應(yīng)，導(dǎo)致鋼筋表面產(chǎn)生氧化物，進(jìn)而引發(fā)鋼筋的腐蝕和破壞。混凝土中的水和氧氣是腐蝕的主要因素之一。當(dāng)水滲入混凝土中的微縫隙和孔隙時(shí)，可以與鋼筋表面的氧氣反應(yīng)，形成氧化物。這個(gè)過程是一個(gè)電化學(xué)過程，涉及到陰極和陽極反應(yīng)。鋼筋在環(huán)境中處于陰極的區(qū)域，而氧氣反應(yīng)位于陽極的區(qū)域。在這種電化學(xué)反應(yīng)中，鋼筋表面上的氧化物會(huì)導(dǎo)致鋼筋的腐蝕和銹蝕。
本案例建立了一鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)簡化模型，基于COMSOL軟件中的三次電流分布模塊和固體力學(xué)模塊，仿真模擬得到了鋼筋氧化腐蝕過程中的電化學(xué)場(chǎng)、鋼筋的腐蝕層厚度以及破壞區(qū)域變化，仿真結(jié)果如圖所示：
電化學(xué)場(chǎng)
腐蝕層厚度
腐蝕破壞區(qū)域
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
展開 opensees模擬鋼筋混凝土柱 ￥70
清華大學(xué)完成了兩根鋼筋混凝土框架柱的擬靜力試驗(yàn)，并公布了相應(yīng)試驗(yàn)細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)。作者選用該試驗(yàn)作為有限元模擬對(duì)象。鋼筋混凝土框架柱構(gòu)件設(shè)計(jì)圖如圖1所示。
圖1 鋼筋混凝土框架柱構(gòu)件設(shè)計(jì)圖
那么使用opensees怎么通過輸入命令流的方式進(jìn)行建模呢？
其代碼及柱子試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下，大家可進(jìn)行下載學(xué)習(xí)。
Dyna鋼筋混凝土沖擊模擬 ￥46
<ol><li>建立鋼筋及混凝土模型，其中鋼筋與混凝土采用一體式和分離式建模兩種，前者鋼筋和混凝土采用共節(jié)點(diǎn)連接，后者鋼筋和混凝土采用關(guān)鍵字耦合，具體對(duì)比兩種模型的差異；</li><li>本模擬采用三點(diǎn)式彎曲，兩個(gè)支柱為剛體，提供剛性支撐，重錘賦予較大的質(zhì)量，設(shè)置下壓行程，求解時(shí)間設(shè)置為1s;</li><li>具體建模展示如下：</li></ol><p><img src="https://public.fangzhenxiu.com/ueditor/20221022011820-%E8%A7%92%E5%BA%A601.png?imageView2/1/w/1494/h/410"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖 1 鋼筋混凝土模型角度一</strong></p><p><strong><img src="https://public.fangzhenxiu.com/ueditor/20221022011936-%E8%A7%92%E5%BA%A602.png?imageView2/1/w/1508/h/188"></strong></p><p class="ql-align-center"><strong>圖 2 鋼筋混凝土模型角度二</strong></p><p><strong><img src="https://public.fangzhenxiu.com/ueditor/20221022012027-%E9%92%A2%E7%AD%8B%E6%A8%A1%E5%9E%8B.png?
展開 鋼筋混凝土梁三點(diǎn)彎曲模擬ANSYS/ls-dyna ￥5
對(duì)于鋼筋混凝土梁三點(diǎn)彎曲模型而言，整體模型較為簡便，可直接通過ls-prepost生成混凝土梁及鋼筋（分離式或共節(jié)點(diǎn)）。
主要技術(shù)參數(shù)是通過BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID來控制鋼板的強(qiáng)制位移來使混凝土梁充分受力，同時(shí)也需要對(duì)支撐板與梁之間的接觸進(jìn)行合理設(shè)置。
其他主要關(guān)鍵字如下：
*CONTROL_TERMINATION
*DATABASE_BINARY_D3PLOT
*DATABASE_FORMAT
*DATABASE_EXTENT_BINARY
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID
*CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE
*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE
鋼筋受力云圖如下所示：
展開 LS-DYNA | 鋼筋混凝土抗爆的數(shù)值模擬
鋼筋混凝土抗爆
破片侵徹充液容器
仿真算例來源于平時(shí)的積累
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Ls-Dyna對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗爆模擬
計(jì)算結(jié)果：
計(jì)算文件請(qǐng)?zhí)砑觪群（cae技術(shù)聊）：551922835獲取
鋼筋混凝土網(wǎng)格處理見博主課程：基于HyperMesh工具的鋼筋混凝土網(wǎng)格處理方法
