結構彈塑性的案例
ABAQUS 建筑結構動力彈塑性時程分析、靜力彈塑性Pushover分析、模態分析
ABAQUS軟件
建筑結構動力彈塑性時程分析、靜力彈塑性Pushover分析、模態分析
剪力墻擬靜力加載
建模及結構后處理
以上內容，歡迎各位的留言交流，也可提供答疑服務！
建筑結構動力彈塑性與倒塌分析的參數化建模軟件PA-TRANS
一、 前言
隨著我國城市建設的不斷發展，復雜高層結構日益增多。其中，相當多的高層建筑結構超出我國抗震設計規范、高層設計規程的適用范圍和設計規定。如何保障這些超限復雜高層建筑結構的抗震安全性是目前工程結構設計界極為關注的問題之一。根據我國現行抗震規范、高層規范，進行高層建筑結構的動力彈塑性分析乃至倒塌過程模擬來評價結構抗震安全性已成為超限建筑結構設計的重要手段與依據。
采用纖維模型和分層殼模型的通用有限元軟件ABAQUS與采用集中塑性鉸模型和墻體宏觀模型的傳統結構工程軟件相比，能夠得到更為準確、細致的分析結果，現已成為結構動力彈塑性分析的主要工具之一。但目前基于 ABAQUS 平臺建立復雜高層結構模型十分繁瑣、耗時耗力，這制約了ABAQUS在結構動力彈塑性分析中的應用。
為提高ABAQUS前處理建模效率，國內已有一些單位與個人開發了結構模型轉換程序，實現了將工程軟件MIDAS/GEN、SAP2000、YJK模型轉換為ABAQUS有限元模型，從而省略了ABAQUS 的建模步驟，大大提高了復雜結構動力彈塑性分析的效率。 但PKPM作為我國設計院最為常用的結構分析與設計軟件。特別是其中的PMSAP模塊，在我國常規的多層和高層建筑以及復雜的超高層、體育場館結構中得到廣泛的應用。如想實現PKPM的模型轉換為ABAQUS有限元模型，則需二次轉換，即首先將PKPM的模型轉為上述軟件模型，再轉為ABAQUS模型。此建模方法由于數據轉換層次較多，容易遺漏結構數據信息。
更為重要的是，上述轉換程序的最終轉換結果均是ABAQUS計算數據格式文件（INP文件）。而該計算數據格式文件極為復雜。若在轉換結構模型信息時出現缺陷，均難以在ABAQUS中修補，這極大地影響了工程結構分析工作。
展開 【好書推薦】結構彈塑性非線性分析Matlab有限元編程 | 2024年最新版精品書籍
對于彈塑性分析這一塊，最早是借助于Abaqus的UMAT子程序接口實現了代碼編制，算是初步了解了一些彈塑性分析過程中的數值要點，但是自己的有限元程序中還沒有加入彈塑性分析模塊，因為還掌握的不熟練，不能直接移植到整套的有限元程序中。
今天看到這本書時，初次被標題吸引，然后饒有興致的點擊download按鈕~
不看不知道，一看嚇一跳，我們且看一下他的目錄：
這幾乎是例題的堆砌啊！對于我們在學習數值編程過程中，很重要的一個環節就是：找案例練！這本書提供了太多的案例供我們去run code，并且也是彩圖的形式呈現，以各項同性硬化彈塑性模型為例：
這樣的排版怎能讓人不愛！而且放一些代碼涉及的理論，然后直接上代碼段，不做過多闡述，反觀國內某些教材，冗長的理論推導占據過多篇幅，最后把讀者也繞進去了！然后數值也實現不了，空有理論在身。
木木在空余時間會時不時閱讀學習這本精品書籍，當然也會撰寫相關的讀書心得，分享有限元數值編程實現過程。
PDF鏈接（免費）：
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展開 今晚直播 | ABAQUS土木結構滯回分析及彈塑性時程分析
第二期直播《ABAQUS土木結構滯回分析及彈塑性時程分析》將于今晚開啟，歡迎大家關注學習！
”
目前，土木工程專業（結構方向）在校研究生經常采用ABAQUS軟件研究構件（擬靜力試驗數值模擬）和結構（振動臺試驗數值模擬、彈塑性時程分析）的抗震性能。在ABAQUS數值模擬中，大家普遍反映在模型簡化、模型建立、模型收斂和模型調整等方面常存在自己解決不了的難點，本課程將講解如何進行ABAQUS土木結構構件和結構抗震性能的數值模擬。
鋼筋混凝土結構彈塑性分析在ANSYS 中的實現
摘 要 鋼筋混凝土結構是現代土木工程中最常用的結構形式。本文針對運用ANSYS 進行鋼筋混凝土結
構的彈塑性分析，通過與理論解比較，依據分析對象的結構層次（結構、構件）、分析類型（靜
力單調加載、反復加載）、荷載水平（線彈性、彈塑性），討論了單元類型、材料模型及模型參
數的選取，必要時甚至采用UPF 等二次開發工具進行分析。分析表明，合理的模型可以得到令
人滿意的結果。
關鍵詞 鋼筋混凝土結構 彈塑性 ANSYS不錯！
附件地址：http://download.caenet.cn/ShowInfoDetail.aspx?ID=7957
展開 梁單元的彈塑性-彈塑性梁單元在長度上任意位置都會考慮塑性嗎
當時需要采用Sap2000和Perform 3d進行鋼結構的靜力彈塑性和動力彈塑性分析。當時我和同學說：在Sap2000中，梁單元的彈塑性是通過塑性鉸定義的，在定義時需要指定塑性鉸的具體位置，比如在梁單元的兩端或者是中間任意位置定義相應的塑性鉸，軟件在計算時就會考慮這些塑性鉸的屬性而實現材料非線性。同學當時使用的軟件是Ansys/apdl，他表示很不屑：那Sap2000不行啊，Ansys的梁單元彈塑性并不需要指定塑性鉸，直接對梁指定彈塑性材料就可以實現彈塑性，很顯然Ansys更合理。我當時十分認同，認為在Sap2000中，如果實際中梁的中點處出現塑性，僅在兩端設置塑性鉸顯然無法捕捉到這個塑性，而如果采用Ansys，梁單元長度方向上任意位置進入塑性均可以捕捉到。
在后來對有限元和梁單元的不斷學習中，實際上對于這個問題已經有了更進一步的思考。實際上，即使在Abaqus和Ansys中，對于梁單元也不是在長度方向上任意位置進入塑性均可直接捕捉到的。在大部分的有限元軟件中，在梁長度方向上會設置若干個積分點，計算時僅僅會捕捉積分點的應力判斷是否進入塑性。
例如，對于abaqus的B33單元，在長度方向上有3個高斯積分點。其具體位置為：(0.1127016L，0.5L，0.887298L)；對于B31，在長度方向上僅一個高斯積分點，位置為中點處。
以下圖的B33為例：
長度為1m，截面為0.1m*0.1m的梁采用1個B33單元，左端約束，右端施加豎向荷載Fz=1N.
計算完成后查詢積分點的S11應力值：
按照前文提到的長度方向積分點的位置為：(0.1127016L，0.5L，0.887298L)，則三個積分點處的應力（截面頂或者底）計算為:
同理可計算M2和M3，結果均與abaqus查詢的結果一致。
展開 多點輸入鋼框架結構動力彈塑性時程分析——結構模型案例 ￥400
針對罕遇地震作用,本文采用位移輸入模式，對超長鋼框架結構建立有限元計算模型，分別采用一致激勵輸入和多點激勵輸入方法，進行動力彈塑性時程分析。通過數值模擬研究發現，在超長結構中采用多點激勵輸入計算結構在罕遇地震作用下的響應更合理。
在模型X向采用南北向的EL-centro波，為提高計算效率，對時程曲線的時間步長縮短一倍，即采用時間間隔為0.01s，整體時間縮短一倍，由53.48s縮短為26.74s。由于EL-centro波記錄的是加速度時程，因此需要進行兩次積分轉換為位移時程，對采用的加速度時程曲線進行第一次積分得到速度時程，再進行第二次積分得到位移時程。擬設定7度0.15g區在罕遇地震作用下，參考規范的峰值加速度取值為310cm/s2。
壓縮包提供了兩個分析模型，一致激勵輸入和多點激勵輸入用于對比分析。
展開 雙線性彈塑性模型(五)
本節內容為多桿結構的彈塑性有限元計算。
對于彈塑性材料，
,其中
<section role="presentation" data-formula="C_T=
\begin{cases}
E, &|\sigma |< \sigma_Y\\
E_t, &|\sigma |>\sigma_Y
\end{cases}
" data-formula-type="block-equation" style=" text-align: center; overflow: auto; ">
含多個桿單元的結構，需要分別判斷每個單元的彈塑性狀態，確定是
或者
參與計算。
展開 【科研分享】結構高階模態的一點理解
這里給出幾點說明，第一，結構在彈性范圍內，盡管也存在高階振型的對變形的貢獻，但是結構的初始剛度較大，較大的剛度對結構高階振型的峰值響應具有更有效的抑制作用（高階模態較基本模態而言，周期短，相應較剛，且因其有效模態質量不大，因此，在彈性階段內變形有限）。第二，結構是彈性的，整體彈性變形相對較小。但是，結構體系一旦突破進入彈塑性狀態，其情況就變得較為復雜。比如實際上結構不可能在某一刻同時進入塑性的狀態，因此，結構本身的模態隨著結構各層塑性發展不同而有所改變，那么這種改變是否會使得各振型之間也不再滿足正交性，即第I振型可以在第J振型發生反應，即振型之間開始耦聯。所以，在結構的彈塑性階段，結構高階振型的影響包括兩方面：高階振型本身的貢獻以及其在相鄰振型的耦聯。實際上，我們可以從這個角度來理解結構振型在結構首次屈服后出現耦聯的本質，結構屈服后在新的層間剛度分布下，結構的模態已經稍微發生了改變，但是我們依然使用結構在彈性狀態下的模態，這就可能導致結構在彈性狀態下得到的振型在彈塑性狀態開始存在些許耦聯，即各振型已不再滿足正交性。Chopra等研究表明，盡管結構出現顯著的彈塑性狀態，如果用初始的第N階模態對應的力向量Peff,n(t)對結構體系進行非線性時程分析，并將結果分解在初始各振型空間上。結果發現，第N階模態對應的力向量Peff,n(t)產生的位移不僅在第N階振型上產生響應，在N階振型以外的振型也產生了響應，這就表明結構一旦進入彈塑性狀態，各振型就不再滿足正交，此外，盡管N階振型對應的力向量Peff,n(t)在N階振型以外的振型上產生了響應，但是這些響應較N階振型本身的的響應，可以忽略不計，即表明彈塑性階段各振型是耦聯的，但是這種耦聯是較弱。
展開 應用ABAQUS進行復雜建筑結構的彈塑性地震反應分析
Abaqus上海土木研討會上的演講ppt.
Abaqus.rar
基于abaqus的大跨度鋼管混凝土柱-預應力型鋼混凝土格梁動力彈塑性時程分析 ￥100
該模型是單跨兩層實體結構，該模型中涉及到的難點主要有鋼部件和混凝土部件本構的設置，阻尼的考慮（需要首先進行模態分析來獲取結構頻率），預應力施加，附加恒載和活載如何考慮即重力荷載代表值如何考慮（本模型采用非結構質量來考慮），地震波如何施加，如何對地震波的峰值進行加速度的調整。同時由于本模型建模難度較大，故建立模型的方法也是一個難點。下圖為非結構質量的施加；地震波的施加；預應力的施加；本構的設置；附加中包含該實際工程結構動力彈塑性時程分析有限元模型，模態分析有限元模型，阻尼參數生成小軟件，軟件使用方法，地震波，峰值加速度的調整。共6部分。后期做一個用梁單元殼單元模擬梁板柱的多層框架結構的時程分析，同時該框架結構配有鋼筋。敬請關注。
展開 
ABAQUS實現一致激勵和多點激勵輸入的結構動力彈塑性時程分析
在7度0.15g區在罕遇地震作用下,采用位移輸入模式，采用南北向的EL-centro波，峰值加速度取值為310cm/s2，分別采用一致激勵輸入和多點激勵輸入方法，進行動力彈塑性時程分析。對時程曲線的時間步長縮短一倍，即采用時間間隔為0.01s，整體時間縮短一倍，由53.48s縮短為26.74s。
加速度時程曲線
位移時程曲線
結構模型
第600步是應力云圖
頂層邊、角節點的相對柱底的X向位移
D1初始輸入端（C1組）；D2結構中部（C3組）；D3結構中部（C4組）；
D4最后輸入端（C6組）；S1一致激勵輸入角點
MIDAS GEN——鋼板剪力墻高層鋼結構彈塑性動力分析模型
鋼板剪力墻模型.zip
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歡迎觀看本次的完整視頻教程。
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14014
一致輸入和多點輸入下超長鋼框架結構動力彈塑性時程分析
這說明，整個結構沒有進入塑性屈服狀態。
多點激勵輸入中，在1分32秒時，出現峰值應力，位置在X正向始端的第二排中部柱底，如圖6（b）所示，應力明顯劃分為四個區域，在X正向第一、第二排位置應力最大，每個柱子的最大應力均達到235MPa；從X正向第三~第六排，為第二區域，主要應力分布在20MPa以下；從X正向第七~第十排，為第三區域，主要應力分布在6~10MPa之間；從X正向第十一~第十二排，為第四區域，主要應力分布在20MPa以下。
由以上應力分布可知，多點激勵輸入在豎向構件產生的內力要遠大于一致激勵輸入。
（a）一致激勵輸入
（b）多點激勵輸入
圖6 底層鋼柱應力分布圖（MPa）
3.5 耗能分析
在彈塑性動力時程分析中，結構耗能主要為阻尼耗能和鋼構件塑性耗能，兩種激勵輸入模式下的總耗能情況如表4所示。阻尼耗能和外力輸入能量隨時間分布如圖7所示。由3.4分析可知，一致激勵輸入時，結構各構件未進入塑性狀態，因而不會產生塑性耗能。在兩種情況下均以阻尼耗能為主，多點激勵的阻尼耗能為2045.53MJ，而一致激勵的阻尼耗能為561.83MJ，前者比后者多了3.5倍的耗能，多點激勵的塑性耗能為101.5KJ。由圖7所示，在1.5s之后，多點輸入的阻尼耗能逐漸大于一致激勵輸入的阻尼耗能。分析原因，主要是由于多點激勵輸入到結構的能量大于一致激勵，結構的動力反應強烈，阻尼耗散的能量大。
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