損傷本構(gòu)模型
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2022-10-17
損傷本構(gòu)模型的視頻教程
Johnson-cook材料本構(gòu)模型參數(shù)標(biāo)定和損傷本構(gòu)模型解釋
把自己搜集到可以快速得到本構(gòu)標(biāo)定參數(shù)的方法。以及對損傷模型的理解。 希望拋磚引玉，一起進步。相關(guān)視頻和PDF都在附件里
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Abaqus中混凝土損傷塑性模型（CDP）4種混凝土本構(gòu)，3種損傷因子計算方法
Abaqus中混凝土損傷塑性模型（CDP） 一、4種混凝土本構(gòu)計算方法 ①10規(guī)范 ②02規(guī)范（過鎮(zhèn)海模型）? ③丁發(fā)興模型 ④ConcreteD模型 二、3種損傷因子計算方法 ①圖解法? ②能量法? ③規(guī)范法 三、真實應(yīng)力、真實應(yīng)變與名義應(yīng)力、名義應(yīng)變的轉(zhuǎn)換 四、鋼筋雙折線模型 五、Mander模型計算（改良計算方法 六、本構(gòu)及損傷因子的選取與截斷 附件包含：
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ABAQUS模擬纖維混凝土受彎梁三點彎-CDP損傷本構(gòu)與XFEM斷裂本構(gòu)結(jié)果對比
ABAQUS模擬纖維混凝土受彎梁三點彎-CDP損傷本構(gòu)與XFEM斷裂本構(gòu)結(jié)果對比
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損傷本構(gòu)模型的實例教程
1問題引出的意義
在土木行業(yè)中，鋼筋混凝土框架仿真模型是一種有限元重要仿真分析模型，基于混凝土框架結(jié)果的模型和分析有助于我們更好了解實際生產(chǎn)中的混凝土框架結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)行為，諸如框架的彈塑性變形、框架的損傷甚至框架的破壞失效。我們知道一個有限元模型的準(zhǔn)確性與模擬材料的本構(gòu)模型選取之間具有不可分割的直接關(guān)系，那么就有必要對常見描述混凝土材料的本構(gòu)模型進行對比分析，這也是本案例實施的意義所在。
2研究問題描述
基于上述對混凝土本構(gòu)模型的思考及筆者使用聯(lián)合仿真的經(jīng)驗，對基于ABAQUS的非關(guān)聯(lián)流動法則混凝土損傷模型與基于ANSYS/LSDYNA軟件的JHC本構(gòu)模型進行了理論上的分析，分別通過ABAQUS軟件建立了混凝土框架模型并使用對應(yīng)損傷模型、使用LSDYNA建立混凝土材料的JHC模型，最后對比觀察材料的損傷分布效果。
3混凝土損傷本構(gòu)模型分析
3.1基于ABAQUS的非關(guān)聯(lián)流動法則的混凝土損傷模型
在ABAQUS中，創(chuàng)建混凝土材料的本構(gòu)模型是通過工具箱中的create material命令進行的。模型首先定義混凝土的基本彈性屬性，主要是彈性模量、泊松比、密度。之后再定義混凝土損傷塑性塑性，主要是膨脹角、塑性勢偏移量、雙軸受壓初始屈服應(yīng)力與單軸受壓初始屈服應(yīng)力比值、K值、黏度系數(shù)五個參數(shù)。這些參數(shù)通過查閱《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》均可以得到準(zhǔn)確的參數(shù)值。最后通過定義混凝土損傷系數(shù)完成整個混凝土本構(gòu)模型的建立，綜上，得出的混凝土材料的本構(gòu)參數(shù)如表1所示。本文以已經(jīng)建立的鋼筋混凝土框架模型為例，在ABAQUS中對其進行混凝土材料本構(gòu)參數(shù)的操作如圖1所示。
展開 本塑性損傷本構(gòu)模型參照規(guī)范GB50010-2010（2015版），根據(jù)代碼注釋修改參數(shù)即可直接計算應(yīng)力，應(yīng)變和損傷因子具體數(shù)值以及繪制應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線和損傷因子曲線。損傷因子的計算參照Sidiroff的能量等價原理，主要應(yīng)用于ABAQUS中混凝土材料屬性中塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和損傷因子的取值。下載包中還自帶規(guī)范PDF完整版。
如有需求，本人可提供相關(guān)abaqus技術(shù)指導(dǎo)。
下圖為利用本代碼所計算得出的C40標(biāo)號混凝土材料受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線以及損傷因子曲線：
展開 <p>本課程為分享課B1—基于GB50010-2010規(guī)范的混凝土塑性損傷本構(gòu)模型（表格與小程序），主要分享給從事鋼管混凝土、混凝土結(jié)構(gòu)研究的學(xué)生，科研工作者。</p><div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202412/attachment/6f8a2a5b63024cd088ce6c00c9db0b7f.png" style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202412/attachment/6f8a2a5b63024cd088ce6c00c9db0b7f.png"></figure></div><p><br></p><p><br></p>
展開 在考慮混凝士等準(zhǔn)脆性材料的非彈性力學(xué)行為方面，連續(xù)損傷力學(xué)模型可以通過不同的方式來描述材料剛度和強度的退化以及單邊效應(yīng)。真正意義上的彈塑性損傷本構(gòu)模型：不僅考慮卸載時不可恢復(fù)塑性變形的影響，而且還應(yīng)該考慮損傷和塑性的雙向耦合效應(yīng)。
彈性階段應(yīng)力應(yīng)變滿足如下關(guān)系
通過對應(yīng)力進行譜分解，可得
式中，σ 為名義應(yīng)力，d 為損傷，d=1-exp(-εp/ρ0)，公式右端σ為有效應(yīng)力的正負(fù)分解。
拉壓屈服函數(shù)如下所示
屈服后，塑性流動由下式定義
按照彈性預(yù)測-塑性修正-損傷修正的流程，通過在主應(yīng)力空間進行譜分解，結(jié)合徑向返回算法，本文編寫了混凝土彈塑性損傷的VUMAT子程序。
通過對單胞的單向拉壓模擬可以計算得到混凝土的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)如下圖所示。
拉伸損傷演化過程
壓縮損傷演化過程
不同圍壓下的應(yīng)力應(yīng)變曲線
可以發(fā)現(xiàn)，隨著圍壓增大，混凝土壓縮強度提高
展開 混凝土彈塑性本構(gòu)
混凝土的受力非線性行為同時包含微裂縫(微缺陷)和塑性流動這兩種微觀機制的影響，導(dǎo)致混凝土材料具有以如下顯著特征：
1)峰值應(yīng)力后存在不穩(wěn)定區(qū)域并伴隨明顯的剛度退化和強度軟化；
2)加卸載時的滯回特性：變形超過定的閥值后，混凝土完全卸載后存在著不可恢復(fù)變形；
3)有側(cè)限(如雙軸受壓應(yīng)力狀態(tài))時材料的強度和延性明顯增大；
4)由于拉應(yīng)力的影響，二維拉壓應(yīng)力下混凝土的受壓強度較一維抗壓強度低，即所謂的拉壓軟化效應(yīng)(vcccllio and Collins，1986)；
5)單邊效應(yīng)：受拉強度和受壓強度明顯不同；損傷特別是受拉時的損傷具有明顯的方向性：荷載反向后受拉裂縫閉合會導(dǎo)致混凝土的剛度恢復(fù)
二。vumat子程序的實現(xiàn)
本文作者根據(jù)上述本構(gòu)，參考如下的子程序編寫流程可以實現(xiàn)vumat子程序的編寫。
從而可以模擬混凝土的塑性損傷，結(jié)果如下所示：
結(jié)果表明，本文所編寫的子程序準(zhǔn)確有效。
參考文獻：
吳建營，《基于損傷能釋放率的混凝土彈塑性損傷本構(gòu)模型及其在結(jié)構(gòu)非線性分析中的應(yīng)用》
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損傷本構(gòu)模型的最新內(nèi)容
原始文獻：《Mechanical modelling of indentation-induced densification in amorphous silica》
該文章為了模擬非晶態(tài)二氧化硅的壓縮力學(xué)性能，把拉伸與壓縮分開處理：拉伸側(cè)采用熟悉的 von Mises 屈服，壓縮側(cè)則切換到 cap 屈服面。這樣的設(shè)計，正好對應(yīng)了非晶二氧化硅在壓痕加載下“既會發(fā)生剪切塑性，又會發(fā)生永久致密化
<p>本資源包含一份 PDF 文檔和可直接編譯運行的 Fortran UMAT 代碼，具體內(nèi)容為：</p><p>Chaboche硬化本構(gòu)模型 + 隱式積分 + 徑向返回</p><p>完整公式推導(dǎo) + Fortran 源碼直接編譯</p><p>任意個數(shù)背應(yīng)力分量 + 解析一致切線模量</p><p>PDF 包含規(guī)范化的本構(gòu)方程、隱式積分、徑向返回與一致切線模量推導(dǎo)，可供初學(xué)者學(xué)習(xí)。配套 UMAT 代碼可直接在
<p class="ql-align-justify">本資源包含一份 PDF 文檔和可直接編譯運行的 Fortran UMAT 代碼，具體內(nèi)容為：</p><p class="ql-align-justify">非線性等向硬化本構(gòu)模型（Voce硬化模型） + 隱式積分 + 徑向返回</p><p class="ql-align-justify">完整公式推導(dǎo) + Fortran 源碼直接編譯</p><
<p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(15, 17, 21);">本資源包含一份 PDF 文檔和可直接編譯運行的 Fortran UMAT 代碼，具體內(nèi)容為：</span></p><p class="ql-align-justify">理想彈塑性本構(gòu) + 隱式積分 + 徑向返回</p><p class="ql-align-justify
附件為基于ABAQUS的【2D】及【3D】巖石混凝土的SHPB壓縮仿真模型，混凝土使用CDP（ Concrete Damaged Plasticity）混凝土損傷塑性模型本構(gòu)。
<p>本案例提供一個VUMAT子程序，用于近似復(fù)刻Abaqus自帶3維摩爾庫倫本構(gòu)退化Tresca準(zhǔn)則。通過一個椎體勻速貫入案例予以驗證VUMAT子程序有效性和效率。方便用戶在此子程序基礎(chǔ)上進行更為復(fù)雜的土體強度參數(shù)調(diào)整，構(gòu)建更為復(fù)雜的本構(gòu)模型。附三個時刻Mises應(yīng)力場對比結(jié)果。</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center
建立漸進損傷本構(gòu)模型
建立纖維增強復(fù)合材料三維有限元模型，采用實體單元和內(nèi)聚力cohesive單元分布模擬復(fù)合材料層內(nèi)和層間損傷。
abaqus混凝土本構(gòu)模型11個月前
混凝土本構(gòu)模型需要考慮其非線性行為，包括彈性階段、塑性變形、損傷、開裂及壓縮破碎等特性。具體模型選擇（如塑性損傷模型、彌散裂縫模型等）取決于您的分析需求（如單調(diào)加載、循環(huán)荷載、動力分析等）。
混凝土塑性損傷模型參數(shù)計算（GB50010-2010.xlsx
ABAQUS中UMAT中的循環(huán)塑性模型，包含非線性各向同性強化彈塑性、線性各向同性強化彈塑性、線性隨動強化彈塑性模型，包含CAE文件、UMAT文件等。
專業(yè) ABAQUS 材料本構(gòu)模型，鋼混結(jié)構(gòu)研究利器！
涵蓋鋼鉸、鋼材及混凝土本構(gòu)，包含熱工參數(shù)，適用于常溫、高溫及高溫后工況。由 CAE 鋼柱 — 結(jié)構(gòu)工程工作室精心出品，模型帶有 CDP 受壓、受拉損傷因子。
如有需要可聯(lián)系CAE-2279。
優(yōu)勢顯著：
避免繁雜與混亂：告別來源不明、多次轉(zhuǎn)手的模型表格。
精準(zhǔn)實用：針對方、圓鋼管混凝土構(gòu)件區(qū)分材料本構(gòu)，契合實際研究。
抗震模擬無憂：
