混凝土材料參數(shù)的案例
ABAQUS網格大小對混凝土本構模型影響的案例分析 附Abaqus混凝土材料模型解讀與參數(shù)設置 V2
不知道大家在做混凝土的有限元模擬時有沒有想過一個問題，我們輸入的混凝土本構和模型表現(xiàn)出來的本構是一樣的嗎？網格大小又對模型表現(xiàn)出來的本構有怎樣的影響呢？
本文就以ABAQUS模擬棱柱體混凝土試塊為例，混凝土強度等級為C110，棱柱體尺寸為100mm*100mm*300mm。（就是我們平常做高強混凝土軸心抗壓強度試塊的尺寸）
模擬數(shù)據(jù)
本文采用受壓本構數(shù)據(jù)如下：
本文采用受拉本構數(shù)據(jù)如下：
模擬時網格分別設為10mm、30mm、50mm和90mm。
加載方式采用在參考點處施加位移的方式，設置參考點與棱柱體頂面耦合。
邊界條件設置為與實際試塊加載的約束條件相同。
模擬結果
模擬得到的力和位移數(shù)據(jù)經過處理，可以得到應力和應變關系曲線，如下圖。
從模擬結果來看，網格大小確實對混凝土本構有影響。
1，整體趨勢來看，網格越小，混凝土模型表現(xiàn)出的抗壓強度越大，峰值應變越小，達到峰值后承載力下降越快，相當于混凝土越脆。
2，網格10mm和網格30mm的本構基本完全相同，但10mm網格的計算時間是30mm的8倍。因此采用10mm的網格不太經濟。
3，網格10mm和網格30mm的本構峰值強度比原始本構下降6.6%，網格50mm的下降了10.5%，網格90mm的下降了11.7%。下降幅度倒是差別不大。
所以網格的大小確實會影響模型的響應，導致其表現(xiàn)出的本構與實際不同。
下載地址：Abaqus混凝土材料模型解讀與參數(shù)設置 V2
展開 LSDYNA鋼筋混凝土結構/構件爆破/爆炸倒塌本構材料參數(shù)——持續(xù)更新ing ￥88
2026.3.29更新
以下材料本構，均為自己平時查看相關文獻以及幫助碩博研究生多輪測試模型總結出的材料本構參數(shù)，可以很好的適用于框架結構、框剪結構，剪力墻結構、冷卻塔、煙囪、水塔、橋梁等。鋼筋混凝土/巖石材料參數(shù)包含以下6中常用本構：（
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）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），以下將對以上列出的本構進行詳細說明，并且提供專用K文件材料本構模板，直接導入參數(shù)即可（注意單位轉換）
后續(xù)我會把之前各種倒塌動畫放上來，對應用的是那種本構也會一一對應上來
單位制轉換↓↓：
推薦首行和尾行單位制設置
多個K文件同時導入設置方法
MAT159本構C30簡單參數(shù)設置
MAT159本構C20詳細參數(shù)設置
mat3參數(shù)詳解示例
展開 LS-DYNA巖石/混凝土爆炸與沖擊相關的本構材料參數(shù) ￥49.99
II_R13.pdf
上面的文件是LS-DYNA材料關鍵字手冊。本人閱讀并收集了大量文獻中的巖石/混凝土本構參數(shù)供參考，包括常用的RHT模型、HJC模型、JH-2模型、PK模型等，多數(shù)取自近幾年的SCI/EI論文，包括多個種類的巖石/混凝土（各個強度等級混凝土、花崗巖、砂巖、煤巖、石灰?guī)r、礦石、矽卡巖、白云巖、板巖、煤巖、綠砂巖、白砂巖、紅砂巖、灰砂巖、玄武巖、灰砂巖、大理巖、角巖、軟巖、土壤炮泥等等），并且模板會持續(xù)更新。
另外，也提供了爆炸仿真時多個品種的炸藥、玻璃材料、陶瓷材料、沖擊仿真時需要用的金屬彈丸材料等。
目前模板中約有40套材料參數(shù)。爆炸沖擊模擬時直接套用即可，十分方便。閱讀到新的論文用到了相關本構，參數(shù)模板會持續(xù)更新，目前最新更新版本為2024.6.27，附件包括參數(shù)模板和模板使用教程，模板已按照K文件關鍵字格式輸好，直接復制即可使用。
單位制g-cm-微秒，部分截圖如下：
更新日志：
2022.2.20 新增1組HJC參數(shù)、1組RHT參數(shù)、3組JH-2參數(shù)
更新日志：
2022.3.21 新增3組RHT參數(shù)、2組HJC參數(shù)、3組CSCM參數(shù)（含玄武巖）、聚乙烯和合金參數(shù)
更新日志：
2022.10.11 新增5組RHT參數(shù)、4組HJC參數(shù)、2組CSCM參數(shù)、1組玻璃JH-2參數(shù)、PK本構的PVC參數(shù)
2024.6.27 新增5組RHT參數(shù)、7組HJC參數(shù)、3組PK參數(shù)，包括礦石、矽卡巖、白云巖、板巖、煤巖、綠砂巖、白砂巖
展開 ANSYS混凝土三維隨機骨料 混凝土細觀 隨機球體 顆粒增強復合材料建模
研究進展
通過ANSYS進行混凝土細觀模型的構建是進行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內構建混凝土細觀模型是分析的前提。現(xiàn)階段在ANSYS內進行隨機混凝土模型構建的主流方法是通過APDL命令流等形式，這要求研究者應具有一定的程序設計能力。
為了方便快捷的構建出混凝土細觀幾何模型，這里提出另一種建模方案，通過AutoCAD模型導入的方式，實現(xiàn)無編程構建混凝土隨機骨料。
模型構建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機球體顆粒插件在AutoCAD內構建三維球體幾何模型：
插件可指定生成隨機分布的不相交的球體顆粒，同時生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長方體基體。同時對顆粒的粒徑大小、比例等都能進行控制。
將生成的三維球體幾何模型導出為.sat格式文件備用。
2、ANSYS Workbench 導入
打開ANSYS Workbench，在幾何內進行導入預先保存的.sat文件：
后續(xù)進行網格劃分等操作，在ANSYS Workbench內進行即可：
插件下載
建模用到的CAD插件下載：
CAD隨機球體顆粒插件
展開 
混凝土參數(shù)
看有能用的沒
混凝土參數(shù).doc
混凝土參數(shù)-1.doc
混凝土塑性損傷模型損傷因子研究及其應用_郭明.pdf
混凝土損傷塑性模型的參數(shù)分析_彭小婕.pdf
abaqus混凝土損傷模型參數(shù)取值
誰能把abaqus混凝土損傷模型參數(shù)取值這個問題說清楚呢？
【抽獎】混凝土CDP+cohesive參數(shù)生成器
本獎品為CDP混凝土塑形損傷參數(shù)擬合器
參與抽獎規(guī)則如下:
參與者必須加微信abaqusAz
在抽獎截止前轉發(fā)我的課程到朋友圈，課程鏈接如下:https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15456
中獎者需提供朋友圈轉發(fā)截圖給我
中獎者需關注該課程作者兮風如秋
抽獎截止時間為7月25日晚上10點
首次開啟抽獎模式~望大家積極參加~
課程分享如下：
抽獎小程序如下：
中獎獎品如下：
ABAQUS中混凝土CDP模型的參數(shù)計算(下附python程序代碼) ￥19
<p>因為要仿真混凝土破壞實驗，考慮用abaqus里面的CDP模型，查閱了相關資料進行了理論總結，并根據(jù)理論編寫計算程序。</p><p>ABAQUS中CDP 模型中采用的是混凝土在單軸受力狀態(tài)下的應力和非彈性應變，非彈性應變根據(jù)混凝土的單軸應力-應變曲線換算。
LS-DYNA中的混凝土材料模型272號材料*MAT_RHT
該變量表示基體材料與多孔混凝土之間的當前密度分數(shù)，并隨著壓力的增加而減小，即參考密度用αρ表示為。這個變量的演化情況為
其中，p(t)表示t時刻的壓力。該表達式還涉及初始孔隙擠壓壓力pel、壓實壓力pcomp和孔隙率指數(shù)N。
失效應變可用于
侵徹
具有嚴重變形的
單元
，默認設置為
200%
。
為簡單起見，可使用ONEMPA < 0自動生成材料參數(shù)；不需要其他參數(shù)。如果FC = 0，則Riedel（2004）中的35 MPa強度混凝土以ONEMPA值指定的單位生成。對于FC > 0， 則FC以ONEMPA值指定的單位指定混凝土的實際強度。其他參數(shù)是通過在Riedel（2004）中提出的35 MPa和140 MPa強度的混凝土之間進行插值而產生的。任何自動生成的參數(shù)都可能被用戶覆蓋；其中一個參數(shù)可能是混凝土的初始孔隙率ALPHA0。
參考文獻：
[1] Hallquist J O. LS-DYNA KEYWORD USER’S MANUAL, R13. 2021.
展開 ABAQUS分析參數(shù)設置對混凝土結構分析結果的影響
采用一維梁單元模擬混凝土梁壓彎試驗，因為受拉去混凝土材料手拉開裂容易產生模型節(jié)點分析受力不平衡導致分析終止。針對混凝土材料特性，如果在默認設置的基礎上略微調整分析設置參數(shù)，可能會明顯提高計算收斂性，達到預期目標。下圖是混凝土梁分析參數(shù)調整的情況，和對分析結果的影響，希望能拋磚引玉。
調整前
*Boundary,amplitude=Cyclic
Load, 1, 1, -2000.
*Output, field
*Node Output
U,
調整后
*Boundary,amplitude=Cyclic
Load, 1, 1, -2000.
*Controls, ANALYSIS=DISCONTINUOUS
*Controls, reset
*Controls, parameters=line search
5, , , , 0.15
*Controls, parameters=field, field=displacement
0.05, 0.05
*Output, field
*Node Output
U,
調整參數(shù)含義：
①最大線性搜索步數(shù)設為5（即使用擬牛頓法）；
②線性搜索修正系數(shù)設為0.15；
③不平衡力與當前平衡力范數(shù)容許比調整為0.05；
④最大修正值與對應的增量值的容許比值調整為0.05；
結論：調整分析設置參數(shù)后模擬的終止加載力明顯增大。調整之前提前結束加載是因為節(jié)點不平衡力超出容許值引起的。但對于混凝土材料來講，應變積累導致突然的允許應力下降，極易引起節(jié)點不平衡力增加，導致分析進程結束。如果在允許范圍內提高節(jié)點不平衡力容許范圍，則可以明顯增加加載幅度，達到預定分析目標。
展開 用于混凝土的可彎曲熱塑性復合材料增強材料
易于彎曲的熱塑性復合材料棒材和電纜，用于加固和預應力混凝土，徹底改變了施工的耐久性。
Sireg（Arcore，意大利）和Arkema（法國Colombes）聯(lián)手開發(fā)和制造用于混凝土的復合鋼筋（鋼筋）以及使用熱塑性樹脂Elium by Arkema代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱固性溶液的預應力混凝土應用電纜。
復合鋼筋和電纜不會生銹或腐蝕，對雪清除鹽和用于除冰的化學品相對不敏感，并且具有有趣的重量與強度比。當考慮生命周期成本時，這些性能已經使它們成為經濟可行且更有效的環(huán)氧涂層鋼筋替代品。
圖1：玻璃/鉺復合棒
復合增強材料的使用還允許使用海水代替淡水，并在混凝土攪拌中使用鹽污染的聚集體。這對世界上淡水稀缺的沿海或干旱地區(qū)具有重要意義。
主要優(yōu)點：
> Elium鋼筋可以重新加熱然后彎曲，降低定制形狀的成本
> TP復合材料可以將棒組裝成柔性電纜
>混凝土預制設備與用于鋼絞線的設備相同
>用于預應力的TP復合材料徹底改變了建筑的耐久性
此外，最近出版的新標準為復合材料鋼筋和電纜在鋼筋混凝土和預應力混凝土中的廣泛應用鋪平了道路。預計這種類型的應用程序將在未來幾年內顯著增長，并成為全球復合材料部署的主要領域之一。
例如，拉擠成型占北美復合材料最終產品市場總量的3％，2016年估計價值7.9億美元。分析師預計到2020年復合年增長率約為5％，達到10.5億美元，其中建筑和基礎設施成為主要增長點部門。
圖2：玻璃/鉺棒的拉擠成型
2016年全球玻璃鋼螺紋鋼市場規(guī)模估計為5304萬美元，預計到2021年將達到9100萬美元，2016年至2021年的復合年增長率為11.40％。市場增長歸因于新的FRP螺紋鋼需求增長，北美的結構缺陷和功能過時的橋梁，以及高速公路，橋梁和建筑物以及海洋結構和海濱應用等其他應用。
展開 
混凝土材料強度換算
今天要跟大家分享的是混凝土材料強度換算的 一個excel表格，這個表格根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》計算模擬得到。具體使用可免費下載文末表格觀看操作步驟研究或觀看本人主頁視頻學習。
本表格適用于C15-C80級混凝土
表中紅色區(qū)域為輸入?yún)^(qū)，如果同學們有試驗，可以通過在修改上表的紅色區(qū)域（即混凝土立方體抗壓強度fcu,k和變異系數(shù)δ），而后回車得到其他轉換值！具體如下圖所示：
3.如果同學們沒有試驗，下表中的變異系數(shù)δ是根據(jù)混凝土結構設計規(guī)范中各個強度等級的混凝土擬合得到（算是取巧的方法），則可以只修改上表的混凝土強度等級fcu,k，而后觀察下表數(shù)值即可?。如下圖所示?：
4.通過對以上數(shù)值的輸入，而后回車，同學們就可以得到對應等級的混凝土材料的強度換算結果，其中包括?：混凝土軸心抗壓強度標準值（fck），混凝土軸心抗拉強度標準值（ftk），混凝土軸心抗壓強度設計值（fc），混凝土軸心抗拉強度設計值（ft），混凝土彈性模量（Ec）。
5.如果同學們沒有混凝土強度等級fcu,k，只有抗壓強度設計值等，則可以通過不斷修改混凝土強度等級來靠近已知的抗壓強度設計值，從而得到對應的?強度等級。
最后，食詩吃詞這個賬號兩年半了，感謝大家的信任與支持，食詩吃詞在此叩謝！
表格免費分享：?
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1pqli4iHNGFwxWPBzmOHA0A?pwd=SSCC
提取碼：SSCC
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展開 Abaqus混凝土損傷塑性材料插件：EasyCDP ￥168
插件介紹
EasyCDP (GB/T50010 2024)V1.0 - AbyssFish 插件可在Abaqus快速建立混凝土損傷塑性（Concrete Damaged Plasticity，簡稱CDP）材料。插件基于GB/T 50010-2010 混凝土結構設計標準（2024年局部修訂版）進行設計，支持強度等級∈(15MPa,80MPa]的不同強度混凝土模型。
EasyCDP插件可輸出基于規(guī)范計算的混凝土應力-應變曲線及數(shù)據(jù)文件。
應力應變曲線數(shù)據(jù)文件可在當前工作目錄下的“Stress Strain Data.txt”文件查看。
插件在ABAQUS下側提示欄內輸出當前參數(shù)計算的彈性模量、抗壓強度代表值、峰值壓應變、抗拉強度代表值、峰值拉應變等曲線特征值信息。
參數(shù)說明
單位制：本插件采用單位為牛、毫米、兆帕，因此對應的基本單位為長度：毫米、時間：秒、質量：噸。
Strength：混凝土強度等級。GB/T 50010混凝土結構設計標準（2024）4.1.2節(jié)將混凝土最低強度等級修改為C20，因此插件支持C20~C80級別混凝土，此參數(shù)設置范圍為（15，80]，可設置為整數(shù)或小數(shù)。
Mass Density：混凝土質量密度。規(guī)范C.2.2節(jié)規(guī)定混凝土質量密度2200kg/m3~2400kg/m3，這里可保持插件默認數(shù)據(jù)不變動。
Poissons Ratio：混凝土泊松比。規(guī)范4.1.5節(jié)規(guī)定混凝土泊松比可按0.2采用，可保持插件默認值不變動。
Plasticity：混凝土塑性參數(shù)。
展開 Abaqus混凝土損傷塑性材料插件：EasyCDP V2版本 ￥168
插件介紹
EasyCDP (GB/T50010 2024) V2.0 - AbyssFish 插件版本更新，插件基于 Python 3.10 編寫，專為 Abaqus 2024 及以上版本設計，可快速建立混凝土損傷塑性（Concrete Damaged Plasticity, CDP）材料模型。插件嚴格遵循《混凝土結構設計標準》（GB/T 50010-2010，2024 年局部修訂版），適用于強度等級范圍為 15 MPa 至 80 MPa 的混凝土材料建模。對于 Abaqus 6.14 至 2023 版本用戶，可使用 V1.0 版本插件。
EasyCDP插件可基于規(guī)范計算生成混凝土應力-應變曲線及對應數(shù)據(jù)文件，用戶可在當前工作目錄下的 "Stress Strain Data.txt" 文件中查看詳細數(shù)據(jù)。
插件在ABAQUS下側提示欄內輸出當前參數(shù)計算的彈性模量、抗壓強度代表值及峰值壓應變、抗拉強度代表值及峰值拉應變等特征值。
參數(shù)說明
單位制：采用牛頓（N）、毫米（mm）、兆帕（MPa）作為基本單位，質量單位為噸（t）。
Strength：混凝土強度等級。根據(jù) GB/T 50010-2010（2024）混凝土結構設計標準4.1.2節(jié)將混凝土最低強度等級修改為C20，因此插件支持C20~C80級別混凝土，此參數(shù)輸入范圍為（15，80]，可設置為整數(shù)或小數(shù)。
Mass Density：混凝土質量密度。默認值為 2400 kg/m3（基于規(guī)范 C.2.2 節(jié)建議范圍 2200–2400 kg/m3）。
Poissons Ratio：混凝土泊松比。
展開 混凝土塑性損傷模型（CDP）材料失效與刪除
混凝土塑性損傷（CDP）模型因其拉壓異性特征，非常適合模擬混凝土、巖石、陶瓷等材料，以往版本無法實現(xiàn)單元損傷積累到一定量后刪除，限制其在鉆削、垮塌等材料失效模型中的應用；
ABAQUS也在不斷完善各部分功能，于2019FD01版本增加了混凝土塑性損傷失效材料的單元刪除功能，即：CONCRETE FAILURE關鍵字，現(xiàn)在我們可以定義拉伸開裂應變或位移、壓縮非彈性應變或損傷閥值作為材料失效的標準。同時可以定義閥值為溫度和場變量的函數(shù)。當滿足任意一項失效標準時，該單元將失效并從模型中刪除。需指定輸出場變量：STATUSMP和STATUS。
這一功能目前僅支持Abaqus/Explicit分析類型，四種失效準則使用的評價參數(shù)分別為：
拉伸應變（或位移）；
壓縮非彈性應變；
拉伸損傷值；
壓縮損傷值。
展開 