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ABAQUS關于鋼管混凝土柱子滯回曲線飽滿,無捏縮現(xiàn)象的原因
求各位大佬解答,問題如下:
采用ABAQUS模擬鋼管混凝土組合結構柱子的滯回試驗,但模擬后的力—位移滯回曲線很飽滿,無捏縮現(xiàn)象,這與試驗對照不上(模型中已考慮混凝土損傷),求大佬解答
RC建模和計算過程中常見問題解答 ¥4.99
來源:典型混凝土模型在單調和循環(huán)荷載下數(shù)值模擬應用研究
3.為什么模擬結果不捏縮?
ABAQUS 模擬鋼筋混凝土結果不出現(xiàn)捏縮可能是由多種因素導致的。
? 材料模型設置方面,混凝土本構關系若不準確,如未考慮受壓軟化特性或本構模型及參數(shù)設置有誤,以及鋼筋本構關系設置不符合實際,都會影響結果。
? 單元類型及網(wǎng)格劃分不合理,單元類型選擇不當無法很好地模擬材料非線性行為,網(wǎng)格劃分太粗糙不能準確描述應力和應變變化,尤其是在裂縫和應變集中區(qū)域,會影響捏縮現(xiàn)象的出現(xiàn)。
? 邊界條件和加載方式設定存在偏差,邊界條件不符合實際會導致內力重分布異常,加載方式不準確如加載速率過快或不符合實際受力過程,也會使混凝土內部損傷發(fā)展過程無法正確模擬,進而導致捏縮現(xiàn)象無法正常顯示。
4.能夠鋼筋本構有哪些?
在研究過程中,大家可能會發(fā)現(xiàn)所得滯回曲線較為方正,這主要是由于未考慮鋼筋與混凝土之間的粘結滑移。眾所周知,雙線性本構很難出現(xiàn)捏縮現(xiàn)象。此時,不妨考慮其他本構。就我所知,應用較為廣泛的有方子虎老師的本構以及清華大學的 PQ-Fiber。至于這兩者哪個更好,難以定論,可以都去了解一下。有需要的可以直接購買。
5.鋼筋怎么嵌入到混凝土里面
內置區(qū)域embedded。
原理:默認情況下,會在嵌入單元附近搜索包含嵌入節(jié)點的單元,嵌入節(jié)點會受到主體單元的響應約束。若要排除某些單元對嵌入點的約束,可以定義一個主體單元集合,此時模型中的搜索將被限制在主體單元的子集范圍內。如果嵌入節(jié)點靠近模型的不連續(xù)區(qū)域(如裂紋、接觸對等),強烈建議使用此功能。
嵌入單元的指定:必須指定嵌入單元,可以是單個單元或單元集合。默認情況下,如果 Abaqus 無法將指定的嵌入單元完全嵌入到主體單元中,會發(fā)出錯誤消息。你可以選擇部分嵌入,此時只有嵌入單元中位于主單元內部的節(jié)點將被約束。
展開 ABAQUS—鋼筋混凝土梁柱節(jié)點滯回模擬的4種方法對比分析
二、4種建模方法介紹及結果對比
1、Abaqus梁單元
采用清華大學子程序PQ-Fiber,混凝土選用UConcrete02,鋼筋選用USteel02,建立節(jié)點模型如下:
計算結果與試驗結果對比圖如下:
由數(shù)值模擬結果可以看出:滯回曲線形狀與試驗結果基本吻合,峰值承載力誤差小于10%,模擬結果后期剛度退化緩慢,試驗曲線捏縮較為嚴重。
計算時長:2分鐘。
2、Abaqus實體單元
混凝土采用C3D8R,鋼筋采用Truss,節(jié)點模型建立如下:
計算結果如下圖:
由數(shù)值模擬結果可以看出:相較于試驗滯回曲線,模擬所得滯回曲線的峰值承載力與試驗結果相差不大,后期剛度退化緩慢,模擬所得滯回曲線較為飽滿。
計算時長:0.5-2小時,與計算參數(shù)設置有關。
3、Abaqus超自由度單元
采用方自虎老師開發(fā)子程序,節(jié)點采用超自由度單元,計算結果與試驗結果對比圖如下:
由數(shù)值模擬結果可以看出:滯回曲線形狀與試驗結果基本吻合,模擬所得峰值承載力比試驗值要小,模擬所得滯回曲線的捏縮與試驗結果較為吻合。
計算時長:7分鐘。
4、Abaqus二維MCFT模型
采用方自虎老師開發(fā)子程序,此模型為混凝土平面分析模型,如下圖所示:
計算結果與試驗結果對比如下:
由數(shù)值模擬結果可以看出:相較于試驗結果,模擬所得滯回曲線初始剛度偏大,捏縮不明顯。
計算時長:15分鐘。
三、總結
1、對ABAQUS做節(jié)點擬靜力試驗數(shù)值模擬的4種方法進行建模分析,可應用于鋼筋混凝土節(jié)點、ECC節(jié)點、再生混凝土節(jié)點、等同現(xiàn)澆的裝配式節(jié)點等。
2、梁單元不僅計算時間較短,而且計算結果也與試驗結果吻合較好。
3、超自由度單元由于考慮了節(jié)點區(qū)的剪切變形與粘結滑移,所得捏縮效果最好。
展開 ABAQUS鋼筋混凝土梁柱節(jié)點滯回模擬的4種方法對比分析
</p><p><strong>3、Abaqus超自由度單元</strong></p><p>采用方自虎老師開發(fā)子程序,節(jié)點采用超自由度單元,計算結果與試驗結果對比圖如下:</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202105/1034c3a4865248b796b8238bcb7b6f4b.png" alt="image.png"></p><p>由數(shù)值模擬結果可以看出:滯回曲線形狀與試驗結果基本吻合,模擬所得峰值承載力比試驗值要小,模擬所得滯回曲線的捏縮與試驗結果較為吻合。</p><p>計算時長:7分鐘。</p><p><strong>4、Abaqus二維MCFT模型</strong></p><p>采用方自虎老師開發(fā)子程序,此模型為混凝土平面分析模型,如下圖所示:</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202105/d9a75c5b18734a58bc003759d68bd1ba.png" alt="image.png"></p><p>計算結果與試驗結果對比如下:</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202105/942216e2d2ff499ba98540c6d288bd16.png" alt="image.png"></p><p>由數(shù)值模擬結果可以看出:相較于試驗結果,模擬所得滯回曲線初始剛度偏大,捏縮不明顯。</p><p>計算時長:15分鐘。</p><p><strong>三、總結</strong></p><p><strong>1、對ABAQUS做節(jié)點擬靜力試驗數(shù)值模擬的4種方法進行建模分析,可應用于鋼筋混凝土節(jié)點、ECC節(jié)點、再生混凝土節(jié)點、等同現(xiàn)澆的裝配式節(jié)點等。
展開 
Abaqus—擬靜力試驗模擬的幾個點
1、Material設置
(1)實體單元不容易做出下降段和捏縮。
下降段的產(chǎn)生一般需要輸入混凝土損傷因子且長度大于0.95,可用公式計算。
捏縮可以通過加入鋼筋子程序實現(xiàn)略微捏縮些,使用子程序需要安裝VS和IVF,并與ABAQUS關聯(lián)。
(2)鋼筋除了用Isotropic外,也可用Kinematic和Combined,對模擬結果有不同的影響。
(3)材料管理器里修改混凝土損傷因子時,有時候修改了,但是軟件卻沒改變,建議修改完本構參數(shù)檢查一下。(個人感覺是軟件bug,不是我的軟件沒裝好)
(4)當在材料管理器里,混凝土定義了5個以上的塑性損傷參數(shù)時,即便你參數(shù)正確,軟件也會一直報如下錯誤。(個人測試)
DURING THE CONVERSION FROM CRUSHING TOPLASTIC STRAIN Abaqus FOUND NEGATIVE AND/OR DECREASING VALUES OF PLASTIC STRAINFOR MATERIAL MATERIAL-CONCRETE. VERIFY THAT THE DEGRADATION DATA UNDER *CONCRETECOMPRESSION DAMAGE IS CORRECT
2、Step設置
2.1、加載點設立set,在Create Histoty Output里輸出加載點的位移和力,從而繪制滯回曲線。(重要!!)
操作如下:
(1)首先在低周往復加載點處定義RP-1,將RP-1和加載面耦合。然后將RP-1定義為一個set(我定義的set名為DD)。
(2)點擊Create Histoty Output,Domain里選擇set,DD。
(3)計算完成后,在Create XY Data里點ODB histoty output(第一個),就有力和位移的數(shù)據(jù)了。
展開 求助大家給我分享一下方自虎老師的子程序
我用abaqus軟件做鋼筋混凝土剪力墻抗震模擬,滯回曲線效果很差,沒有捏縮現(xiàn)象,前期剛度過大,滯回環(huán)呈鋸齒狀分布,多次調試混凝土CDP模型參數(shù)也沒有效果,想用方自虎老師的子程序來改善一下滯回曲線的捏縮,但是我找不到方自虎老師的子程序,求助大家給我分享一下方自虎老師的子程序。
【JY】JYCDP插件:ABAQUS混凝土CDP模型插件分享 | 混凝土損傷塑性模型 ¥59.9
滯回曲線的捏縮現(xiàn)象通常是由于鋼筋混凝土界面粘結滑移和混凝土保護層剝落等引起的。往復荷載作用下,鋼筋材料需要考慮包辛格效應,實際中包辛格效應的影響因素非常復雜。為了便于分析計算,Clough較早提出了帶有再加載剛度退化的雙折線滯回模型。
清華大學曲哲老師將Clough提出的雙折線滯回模型進行了修正,提出了改進的 Clough鋼筋滯回本構模型,該模型在反向再加載時,指向按卸載剛度加載至歷史最大點對應的應力的 0.2 倍,即 0.2fmax,再指向歷史最大點,能較好地考慮鋼筋加載-卸載-反向加載過程產(chǎn)生的包辛格效應。
為了反映出滯回曲線的捏縮效果,采用了考慮承載力退化的Clough模型,直接在ABAQUS中通過用戶子程序調用。
PQ-Fiber子程序鋼筋屬性:
提交作業(yè)界面:
2. 本構正確性驗證
Column-1所得結果與試驗結果對比:
Column-1所得結果和Column-2所得結果對比:
3. 力、位移單位正確性驗證:
為了符合大家的使用習慣,所編CDP插件的力、位移單位可選擇為kN和m,將兩種單位下計算結果相對比:
【插件下載】
適合新型混凝土構件研究、裝配式結構研究、混凝土結構工程設計研究等!
附件包含:JYCDP插件(Abaqus內置及安裝方法)、該文章推覆模型、Abaqus6.14-4 安裝包、Visual studio 2012安裝包、Fortran.XE2012-SP1安裝包、PQFiber子程序~。
【購買前須知 - 20230408】
JYCDP插件于20210410(V1.0) 版本,已經(jīng)更新至20230408(V4.0)。感謝多位用戶的體驗和反饋,一次購買,持續(xù)改進和維護更新。
展開 一個混凝土剪力墻的滯回分析
還有就是為什么曲線的捏縮效應不是很明顯?我把inp文件和滯回曲線貼出來,希望大家能幫我解決一下這個問題。
inp文件和滯回曲線.rar
ABAQUS本構調整及常見問題解決辦法 附Abaqus滯回曲線模擬詳細教程下載
問題二:模擬的滯回曲線太飽滿,不捏縮
該問題的原因主要是在ABAQUS中無法模擬鋼筋混凝土之間的粘結滑移作用。實際構件中,鋼筋混凝土之間往往發(fā)生較大的粘結滑移作用,但在ABAQUS中沒有可以模擬粘結滑移的單元或本構,那么一些學者通過不斷削弱鋼筋的強度來等效實現(xiàn)鋼筋混凝土滑移的作用。其中做的比較好的是深圳大學方自虎老師的子程序。當遇到這種情況時,解決辦法為:(1)使用opensees軟件,該軟件有很多的本構模型,可以模擬出粘結滑移的效果。該軟件適合構造簡單的結構模擬。(2)使用方自虎老師的子程序。
問題三:模擬的滯回曲線初始剛度較小,達不到試驗的初始剛度
該問題的原因主要是輸入損傷因子時拉壓恢復剛度的大小。在混凝土拉壓變換過程中,其控制值是不一樣的。在從受壓到受拉的過程中,控制值為0;在從受拉到受壓的過程中,常輸入0.34—0.44的值來控制。當遇到該問題時,解決辦法為可以嘗試調大從受拉到受壓的過程中其控制值。
問題四:模擬的滯回曲線承載力較小,達不到試驗的承載力
該問題的原因主要是輸入混凝土控制參數(shù)的問題。我們可以嘗試增大混凝土的彈性模量,增大混凝土的屈服強度以及問題三的解決辦法。
問題五:模擬的滯回曲線和試驗結果相差較大
在這里也提醒大家注意網(wǎng)格劃分的問題。作者親身體會,網(wǎng)格劃分100和劃分50的結果天差地別。在鋼筋混凝土結構中,推薦大家混凝土劃分50,鋼筋劃分100或50即可。對于某些重點研究的,可以劃分的更細。
下載地址:Abaqus滯回曲線模擬詳細教程
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展開 加勁肋對單管塔結構抗震性能影響
計算時應注意打開幾何非線性選項,根據(jù)計算可知打開幾何非線性后機構破壞情況更接近真實情況且滯回曲線有捏縮出現(xiàn)。

ABAQUS本構調整及常見問題解決辦法
問題二:模擬的滯回曲線太飽滿,不捏縮
該問題的原因主要是在ABAQUS中無法模擬鋼筋混凝土之間的粘結滑移作用。實際構件中,鋼筋混凝土之間往往發(fā)生較大的粘結滑移作用,但在ABAQUS中沒有可以模擬粘結滑移的單元或本構,那么一些學者通過不斷削弱鋼筋的強度來等效實現(xiàn)鋼筋混凝土滑移的作用。其中做的比較好的是深圳大學方自虎老師的子程序。當遇到這種情況時,解決辦法為:(1)使用opensees軟件,該軟件有很多的本構模型,可以模擬出粘結滑移的效果。該軟件適合構造簡單的結構模擬。(2)使用方自虎老師的子程序。
問題三:模擬的滯回曲線初始剛度較小,達不到試驗的初始剛度
該問題的原因主要是輸入損傷因子時拉壓恢復剛度的大小。在混凝土拉壓變換過程中,其控制值是不一樣的。在從受壓到受拉的過程中,控制值為0;在從受拉到受壓的過程中,常輸入0.34—0.44的值來控制。當遇到該問題時,解決辦法為可以嘗試調大從受拉到受壓的過程中其控制值。
問題四:模擬的滯回曲線承載力較小,達不到試驗的承載力
該問題的原因主要是輸入混凝土控制參數(shù)的問題。我們可以嘗試增大混凝土的彈性模量,增大混凝土的屈服強度以及問題三的解決辦法。
問題五:模擬的滯回曲線和試驗結果相差較大
在這里也提醒大家注意網(wǎng)格劃分的問題。作者親身體會,網(wǎng)格劃分100和劃分50的結果天差地別。在鋼筋混凝土結構中,推薦大家混凝土劃分50,鋼筋劃分100或50即可。對于某些重點研究的,可以劃分的更細。
目前問的最多的就是上面五個問題。如果大家還有什么問題,可以關注公眾號“土木愛研小站”并加入學術交流群“572490578”,可以留下自己的問題。我會根據(jù)大家的問題,寫出相應解決辦法的推文。也歡迎opensees的小伙伴們加入呦!!
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使用軟件:Simulink,LabVIEW和VS2013
需求描述:將Simulink的模型生成可供LabVIEW成功調用的dll文件,實現(xiàn)兩個軟件的聯(lián)合編程功能。 已經(jīng)搭建好了Simulink的數(shù)據(jù)處理模塊和LabVIEW的數(shù)據(jù)采集模塊,僅需實現(xiàn)生成dll和調用dll即可。
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展開 剪力墻擬靜力試驗數(shù)值模擬(ABAQUS、OpenSees)
https://mp.weixin.qq.com/s/RvIABJS3VVD8USUCVnpWWw
更多擬靜力試驗模擬的思考與總結可以看這個帖子:
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1196354
2.4、ABAQUS所建模型和滯回曲線:
2.5、實體單元總結
(1)實體單元較難做出捏縮,一般是采用鋼筋子程序(Vecchio,Clough等)來削減卸載剛度。
(2)鋼筋子程序、本構的長度、損傷因子的計算方法、拉壓恢復系數(shù)、粘滯系數(shù)和網(wǎng)格等均對模擬結果有較大的影響。
3、OpenSees與ABAQUS對比
(1)軟件特色。OpenSees是通過編寫tcl代碼輸入程序來進行計算,像構件擬靜力模擬都有固定的模板,嵌套一下改成自己的參數(shù)很快上手(簡單的模型1,2天足矣)。當然也有些前處理軟件,像GID和Navigator等。ABAQUS有CAE界面,可操作性強。
(2)計算時間。我用I5-6300HQ的筆記本,OpenSees計算這個剪力墻,纖維模型用時18秒,分層殼用時70秒。ABAQUS的速度大家也都知道,取決于粘滯系數(shù)和網(wǎng)格大小,用時幾十分鐘或者更久是常態(tài)。
(3)結果輸出。在OpenSees中,除了輸出滯回曲線,也可以輸出水平往復荷載與彎曲、剪切變形的關系,彎矩-曲率圖等,多垂直桿模型還可以輸出墻體裂縫開裂方位圖,保證你的論文中數(shù)據(jù)和圖片多姿多彩。ABAQUS就不用多說了,輸出S、PEEQ、DAMAGEC、SDEG等。
(4)如何選擇軟件。擬靜力試驗數(shù)值模擬方面,如果你注重于滯回曲線與試驗吻合較好,那么推薦OpenSees。如果你注重于看構件的損傷過程和破壞形態(tài),那么建議選擇ABAQUS。
展開 ABAQUS讀懂彈簧/非線性彈簧單元——“小而精”的Spring element
感興趣同學可以在我主頁查詢教程“ABAQUS SCI論文復現(xiàn)——往復荷載作用下鋼筋混凝土粘結滑移微觀捏縮行為精細化模擬”</span></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202510/attachment/995da1f3754b47b2ad348c018584fe99.png" style="display: inline-block;">
<img src="https://img.jishulink.com/202510/attachment/995da1f3754b47b2ad348c018584fe99.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202510/attachment/995da1f3754b47b2ad348c018584fe99.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202510/attachment/995da1f3754b47b2ad348c018584fe99.png?
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