混凝土材料abaqus的案例
ABAQUS網(wǎng)格大小對混凝土本構(gòu)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(shè)置 V2
不知道大家在做混凝土的有限元模擬時(shí)有沒有想過一個(gè)問題，我們輸入的混凝土本構(gòu)和模型表現(xiàn)出來的本構(gòu)是一樣的嗎？網(wǎng)格大小又對模型表現(xiàn)出來的本構(gòu)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(qiáng)度等級為C110，棱柱體尺寸為100mm*100mm*300mm。（就是我們平常做高強(qiáng)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度試塊的尺寸）
模擬數(shù)據(jù)
本文采用受壓本構(gòu)數(shù)據(jù)如下：
本文采用受拉本構(gòu)數(shù)據(jù)如下：
模擬時(shí)網(wǎng)格分別設(shè)為10mm、30mm、50mm和90mm。
加載方式采用在參考點(diǎn)處施加位移的方式，設(shè)置參考點(diǎn)與棱柱體頂面耦合。
邊界條件設(shè)置為與實(shí)際試塊加載的約束條件相同。
模擬結(jié)果
模擬得到的力和位移數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，可以得到應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系曲線，如下圖。
從模擬結(jié)果來看，網(wǎng)格大小確實(shí)對混凝土本構(gòu)有影響。
1，整體趨勢來看，網(wǎng)格越小，混凝土模型表現(xiàn)出的抗壓強(qiáng)度越大，峰值應(yīng)變越小，達(dá)到峰值后承載力下降越快，相當(dāng)于混凝土越脆。
2，網(wǎng)格10mm和網(wǎng)格30mm的本構(gòu)基本完全相同，但10mm網(wǎng)格的計(jì)算時(shí)間是30mm的8倍。因此采用10mm的網(wǎng)格不太經(jīng)濟(jì)。
3，網(wǎng)格10mm和網(wǎng)格30mm的本構(gòu)峰值強(qiáng)度比原始本構(gòu)下降6.6%，網(wǎng)格50mm的下降了10.5%，網(wǎng)格90mm的下降了11.7%。下降幅度倒是差別不大。
所以網(wǎng)格的大小確實(shí)會影響模型的響應(yīng)，導(dǎo)致其表現(xiàn)出的本構(gòu)與實(shí)際不同。
下載地址：Abaqus混凝土材料模型解讀與參數(shù)設(shè)置 V2
展開 Abaqus纖維混凝土3D 泡沫混凝土 三維隨機(jī)幾何 三維混凝土細(xì)觀 多面體骨料建模
模型實(shí)例
以下是Abaqus內(nèi)纖維混凝土的模型，纖維是采用三維圓柱體模擬的，混凝土內(nèi)的骨料采用的是實(shí)體的球體。纖維及骨料均可設(shè)置不同的尺寸，并且各類型的數(shù)目不受限制，即可設(shè)置多種纖維及球體骨料大小。
研究進(jìn)展
在Abaqus內(nèi)建立混凝土細(xì)觀模型，如鋼纖維混凝土、不干涉球體骨料、多面體骨料模型等，是進(jìn)行混凝土性能研究的主流方法之一。而在進(jìn)行Abaqus混凝土細(xì)觀模擬時(shí)，隨機(jī)骨料及隨機(jī)纖維等幾何模型的構(gòu)件是主要的難點(diǎn)所在。
為了在Abaqus內(nèi)建立混凝土模型，有學(xué)者采用Abaqus命令的方式，但這需要有一定的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，并且需要反復(fù)改參、調(diào)試，極為不便。也有采用Abaqus混凝土建模插件實(shí)現(xiàn)的方式，這極大的節(jié)省了模型建立的耗時(shí)，如Abaqus混凝土多邊形或Abaqus混凝土三維球體骨料插件等，但其實(shí)現(xiàn)的模型較為簡單，幾何模型單一。
建模方案
這里介紹一種通過AutoCAD軟件建立纖維混凝土三維模型后導(dǎo)入到Abaqus內(nèi)的方式。可實(shí)現(xiàn)多種混凝土模型的快速構(gòu)建。CAD導(dǎo)入Abaqus的方法簡單，將CAD文件輸出為.sat格式，然后在Abaqus內(nèi)選擇導(dǎo)入部件，選擇對應(yīng)的.sat文件即可。
下面是通過該方法建立的Abaqus隨機(jī)幾何模型。
插件介紹
本插件可以生成多種形式的隨機(jī)三維幾何，用于Abaqus混凝土模型的建立，也可用于再生骨料混凝土、泡沫混凝土、加氣混凝土等方面。理論上講，只要幾何存在相似性，可進(jìn)行模型簡化的，均可采用這種方式進(jìn)行建模。
插件的詳細(xì)介紹及下載見下方鏈接：
CAD隨機(jī)幾何3D插件
展開 abaqus混凝土柱壓縮模擬（幾何缺陷和不帶幾何缺陷）
在本節(jié)課中主要給大家講了混凝土損傷材料模型在abaqus中的設(shè)置，以及根據(jù)混凝土受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線及受拉應(yīng)力應(yīng)變曲線計(jì)算混凝土損傷系數(shù)、彈性應(yīng)變、非彈性應(yīng)變及開裂應(yīng)變。
混凝土破壞模型的設(shè)置方法（課程最后）。
混凝土圓柱體帶幾何缺陷和不帶幾何缺陷的不同破壞方式。
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課程鏈接
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c17216?nagivator=course
作者qq443941211
由于qq超級會員及qq群千人群付費(fèi)成本需要，入群需付費(fèi)5元，謝謝理解及支持。中國碩博之家abaqus學(xué)習(xí)群472295079/554322662。
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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（2024年局部修訂版）進(jìn)行設(shè)計(jì)，支持強(qiáng)度等級∈(15MPa,80MPa]的不同強(qiáng)度混凝土模型。
EasyCDP插件可輸出基于規(guī)范計(jì)算的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線及數(shù)據(jù)文件。
應(yīng)力應(yīng)變曲線數(shù)據(jù)文件可在當(dāng)前工作目錄下的“Stress Strain Data.txt”文件查看。
插件在ABAQUS下側(cè)提示欄內(nèi)輸出當(dāng)前參數(shù)計(jì)算的彈性模量、抗壓強(qiáng)度代表值、峰值壓應(yīng)變、抗拉強(qiáng)度代表值、峰值拉應(yīng)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(yīng)的基本單位為長度：毫米、時(shí)間：秒、質(zhì)量：噸。
Strength：混凝土強(qiáng)度等級。GB/T 50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（2024）4.1.2節(jié)將混凝土最低強(qiáng)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(shè)置范圍為（15，80]，可設(shè)置為整數(shù)或小數(shù)。
Mass Density：混凝土質(zhì)量密度。規(guī)范C.2.2節(jié)規(guī)定混凝土質(zhì)量密度2200kg/m3~2400kg/m3，這里可保持插件默認(rèn)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(rèn)值不變動。
Plasticity：混凝土塑性參數(shù)。
展開 
ABAQUS混凝土損傷塑性模型-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計(jì)算及EXCEL
這是我自己計(jì)算的2010規(guī)范中ABAQUS混凝土損傷塑性模型-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計(jì)算及EXCEL
首先用自己的數(shù)據(jù)計(jì)算2010規(guī)范中規(guī)定的混凝土本構(gòu)關(guān)系
然后借助文件夾中02版規(guī)范的方法，計(jì)算損傷因子。
以后還會有詳細(xì)計(jì)算方法，此數(shù)據(jù)僅供參考。
2010規(guī)范用C50混凝土損傷塑性本構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)-彈模34400MPa-帶損傷因子-自己數(shù)據(jù)計(jì)算得出.rar
ANSYS混凝土三維隨機(jī)骨料 混凝土細(xì)觀 隨機(jī)球體 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料建模
研究進(jìn)展
通過ANSYS進(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的構(gòu)建是進(jìn)行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內(nèi)構(gòu)建混凝土細(xì)觀模型是分析的前提。現(xiàn)階段在ANSYS內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)混凝土模型構(gòu)建的主流方法是通過APDL命令流等形式，這要求研究者應(yīng)具有一定的程序設(shè)計(jì)能力。
為了方便快捷的構(gòu)建出混凝土細(xì)觀幾何模型，這里提出另一種建模方案，通過AutoCAD模型導(dǎo)入的方式，實(shí)現(xiàn)無編程構(gòu)建混凝土隨機(jī)骨料。
模型構(gòu)建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機(jī)球體顆粒插件在AutoCAD內(nèi)構(gòu)建三維球體幾何模型：
插件可指定生成隨機(jī)分布的不相交的球體顆粒，同時(shí)生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長方體基體。同時(shí)對顆粒的粒徑大小、比例等都能進(jìn)行控制。
將生成的三維球體幾何模型導(dǎo)出為.sat格式文件備用。
2、ANSYS Workbench 導(dǎo)入
打開ANSYS Workbench，在幾何內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)入預(yù)先保存的.sat文件：
后續(xù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分等操作，在ANSYS Workbench內(nèi)進(jìn)行即可：
插件下載
建模用到的CAD插件下載：
CAD隨機(jī)球體顆粒插件
展開 ABAQUS材料庫（常用各種金屬鋼筋混凝土等） ￥2
1606716696(1).png
流程.pdf
在安裝ABAQUS的盤里尋找abaqus_plugins文件夾
然后將附件里的文件復(fù)制
粘貼到制定位置即可
Abaqus子程序混凝土和鋼筋材料子程序
用戶子程序(Vumat及Umat)咨詢，率本構(gòu)
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(shè)計(jì)，可快速建立混凝土損傷塑性（Concrete Damaged Plasticity, CDP）材料模型。插件嚴(yán)格遵循《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50010-2010，2024 年局部修訂版），適用于強(qiáng)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(jì)算生成混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線及對應(yīng)數(shù)據(jù)文件，用戶可在當(dāng)前工作目錄下的 "Stress Strain Data.txt" 文件中查看詳細(xì)數(shù)據(jù)。
插件在ABAQUS下側(cè)提示欄內(nèi)輸出當(dāng)前參數(shù)計(jì)算的彈性模量、抗壓強(qiáng)度代表值及峰值壓應(yīng)變、抗拉強(qiáng)度代表值及峰值拉應(yīng)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(zhì)量單位為噸（t）。
Strength：混凝土強(qiáng)度等級。根據(jù) GB/T 50010-2010（2024）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)4.1.2節(jié)將混凝土最低強(qiáng)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(shè)置為整數(shù)或小數(shù)。
Mass Density：混凝土質(zhì)量密度。默認(rèn)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 求abaqusC30混凝土動力材料本構(gòu)
收一份C30混凝土在沖擊動力顯示所需的材料本構(gòu)
ABAQUS混凝土損傷塑性模型損傷因子對本構(gòu)關(guān)系影響 附c40~c45混凝土損傷因子ABAQUS輸入
但是ABAQUS塑性損傷模型除了能模擬單調(diào)加載的混凝土行為外，更重要的功能就是模擬循環(huán)、動態(tài)荷載下的混凝土反應(yīng)，在結(jié)構(gòu)的抗震性能分析能起到很好的作用。
在動荷載作用下，混凝土在受力過程中拉伸和壓縮都會產(chǎn)生損傷造成的裂縫開展，從而導(dǎo)致材料剛度退化。CDP 模型就假定混凝土材料主要因?yàn)槔扉_裂和壓縮破碎而破壞，拉伸和壓縮采用不同的損傷因子來描述這種剛度退化，詳見圖 1、圖 2。
圖中E0是材料初始未受損的彈性剛度。損傷變量dc和dt分別為壓縮和拉伸條件下的損傷因子，表示彈性剛度的退化。損傷后的彈性模量為（1-dc）E0，或（1-dt）E0。損傷因子dc或dt=0時(shí)表示沒有損傷，dc或dt=1時(shí)表示材料失去強(qiáng)度。
那么混凝土的塑性損傷本構(gòu)模型中的損傷因子到底對混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有什么影響呢？讓我們采用100mm*100mm*300mm的混凝土棱柱體模型來做個(gè)測試看一下。
依然采用C110級混凝土的本構(gòu)關(guān)系，混凝土的屈服應(yīng)力和非彈性應(yīng)變表格如下。子選項(xiàng)中損傷參數(shù)和非彈性應(yīng)變關(guān)系的表格也在圖中給出。
但是注意上圖中紅色框部分默認(rèn)是不填的，即下圖中的混凝土壓縮損傷——拉伸恢復(fù)因子wt，混凝土拉伸損傷——壓縮復(fù)原因子wc，默認(rèn)是不填的。
因?yàn)镃DP模型假定混凝土從拉伸到壓縮時(shí)裂縫會閉合，剛度會恢復(fù)；從壓縮到拉伸時(shí)裂縫仍然存在，剛度不會恢復(fù)。因此在ABAQUS中不填的話默認(rèn)wt(拉伸剛度恢復(fù)因子)=0，wc(壓縮剛性恢復(fù)因子)=1.
下圖為損傷因子和剛度恢復(fù)因子在混凝土載荷循環(huán)中對混凝土本構(gòu)模型的影響。
展開 
基于abaqus的大跨度鋼管混凝土柱-預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土格梁pushover分析 ￥100
想用abaqus做pushover的同學(xué)們注意啦，該帖子不容錯(cuò)過，雖然有點(diǎn)貴但是都是干貨，絕對不虧，另外后續(xù)還會推出該新型結(jié)構(gòu)的時(shí)程分析以及節(jié)點(diǎn)滯回分析，敬請關(guān)注。介紹如下：基于實(shí)際工程建立了新型結(jié)構(gòu)的單跨兩層有限元模型，對其進(jìn)行pushover分析，采用倒三角荷載進(jìn)行加載，采用弧長法進(jìn)行計(jì)算，以基底剪力-頂點(diǎn)位移曲線下降到峰值承載力85%作為pushover分析結(jié)束標(biāo)志。然后在后處理中采用pushover小軟件得到能力譜曲線和需求譜曲線，然后利用軟件求得兩條曲線的交點(diǎn)-性能點(diǎn)。根據(jù)性能點(diǎn)來判定實(shí)際工程抗震性能（具體如何判斷購買后私聊，篇幅教長不便于展開。）該模型較為復(fù)雜，模型中涉及到預(yù)應(yīng)力施加方法（降溫法），Pushover分析中水平荷載和豎向荷載的施加，弧長法的設(shè)置，本構(gòu)的設(shè)置，相互作用的設(shè)置（最重要！！！）等等。以及后處理中能力譜曲線和需求譜曲線的實(shí)現(xiàn)方法以及性能點(diǎn)的求解。附件中包含該結(jié)構(gòu)的pushover有限元cae模型，pushover分析后處理中自重生成能力譜曲線和需求譜曲線的軟件以及軟件的使用方法。由于該模型時(shí)基于實(shí)際工程建立故購買模型的同學(xué)們向知道配筋信息的話聯(lián)系我，有些東西不方便上傳。下面為該模型部分截圖照片和實(shí)際工程部分照片。另外還附上用小軟件生成的小震，中震，大震作用下的性能點(diǎn)。通過該案例的學(xué)習(xí)，同學(xué)們便可以掌握用abaqus對實(shí)際工程進(jìn)行pushover分析。另外在這里推薦一本書《Pushover分析在建筑工程抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》
展開 基于abaqus的鋼管混凝土柱-預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土格梁節(jié)點(diǎn)滯回分析 ￥100
<p>本次節(jié)點(diǎn)的滯回分析是承接鋼管混凝土柱-預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土格梁pushover分析和時(shí)程分析，模型屬于同一種類模型。模型信息介紹如下：該模型包含的部件主要有鋼管，核心混凝土，鋼梁，豎向連接板，混凝土，預(yù)應(yīng)力筋和普通鋼筋部件。模型的具體尺寸和配筋在此不過多闡述，購買模型查看即可。該模型涉及到東西較多，比如預(yù)應(yīng)力施加，混凝土和鋼材本構(gòu)設(shè)置，幅值曲線的確定，子程序的引用，相互作用的設(shè)置，網(wǎng)格的劃分。在進(jìn)行滯回分析時(shí)首先要對該模型進(jìn)行一個(gè)單調(diào)加載分析，以確定該模型的屈服位移和屈服荷載，本人用小軟件確定屈服位移和屈服荷載，然后就可以得到滯回分析的幅值曲線。同時(shí)在此節(jié)點(diǎn)滯回分析中引入了子程序，用子程序來模擬滯回曲線的捏攏特性。不過在引用子程序的時(shí)候需要在電腦上將abaqus關(guān)聯(lián)VS和 FORTRAN，在后處理中生成了滯回曲線，骨架曲線，同時(shí)利用小軟件將滯回曲線分解為一個(gè)個(gè)的滯回環(huán)，同時(shí)利用小軟件得到滯回環(huán)的形狀和等效粘滯阻尼系數(shù)，同時(shí)還可以滯回分析的其他參數(shù)如割線剛度，滯回環(huán)的面積等等。</p><p><strong>附件中包含了該節(jié)點(diǎn)的滯回分析有限元cae模型，屈服點(diǎn)和屈服荷載確定的小軟件，子程序，子程序的使用方法。如何將滯回曲線分解為一個(gè)個(gè)滯回環(huán)以及得到等效粘滯阻尼系數(shù)的小軟件。</strong></p><p><strong>由于本模型涉及到的東西太多，附件中的軟件都是干貨，行家一看就懂，故收費(fèi)較高，望同學(xué)們理解。
展開 【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
【文前說明】
本插件已更新，可支持Abaqus任何版，本包括 <s Abaqus Abaqus2020及以上，敬請使用。
本插件已根據(jù)常見用戶常見問題，進(jìn)行了改進(jìn) V2.0 版本，歡迎使用。
Abaqus推薦版本：6.12、6.13、6.14、2016。
(推薦6.14、2016版本，仍保留固流分析耦合模塊，后版本取消該模塊)，
文后附 6.14-4 軟件下載鏈接及子程序相關(guān)下載，
【簡介】
為簡便鋼筋混凝土構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)的本構(gòu)模型設(shè)置，本期給大家推薦一款Abaqus混凝土CDP模型插件，供大家應(yīng)用參考。這個(gè)插件無需繁瑣的Excel操作，僅需選擇混凝土等級即可在Abaqus前處理界面一鍵生成混凝土CDP本構(gòu)曲線，且可任意調(diào)整本構(gòu)曲線長度，并可對極限強(qiáng)度進(jìn)行修正，且適用于不同的力、位移單位，可用于各類混凝土構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的精細(xì)化分析。
對于鋼筋混凝土構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)而言，正確合理的本構(gòu)模型是對構(gòu)件或結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性分析的關(guān)鍵。ABAQUS提供三種混凝土本構(gòu)關(guān)系模型，分別為脆性開裂模型、彌散開裂模型及損傷塑性模型，其中，混凝土損傷塑性 (Concrete Damaged Plasticity，CDP)模型是通過將各向同性下?lián)p傷彈性與拉伸和壓縮塑性相結(jié)合的方式來對混凝土的非彈性行為進(jìn)行描述的，適用于Standard和Explicit兩大求解模塊，可用于模擬混凝土在任意荷載作用下的受力情況，同時(shí)考慮了由于拉、壓塑性應(yīng)變導(dǎo)致的彈性剛度的退化以及循環(huán)荷載作用下剛度的恢復(fù)，具有較好的收斂性。
展開 基于abaqus的大跨度鋼管混凝土柱-預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土格梁動力彈塑性時(shí)程分析 ￥100
該模型是單跨兩層實(shí)體結(jié)構(gòu)，該模型中涉及到的難點(diǎn)主要有鋼部件和混凝土部件本構(gòu)的設(shè)置，阻尼的考慮（需要首先進(jìn)行模態(tài)分析來獲取結(jié)構(gòu)頻率），預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)質(zhì)量來考慮），地震波如何施加，如何對地震波的峰值進(jìn)行加速度的調(diào)整。同時(shí)由于本模型建模難度較大，故建立模型的方法也是一個(gè)難點(diǎn)。下圖為非結(jié)構(gòu)質(zhì)量的施加；地震波的施加；預(yù)應(yīng)力的施加；本構(gòu)的設(shè)置；附加中包含該實(shí)際工程結(jié)構(gòu)動力彈塑性時(shí)程分析有限元模型，模態(tài)分析有限元模型，阻尼參數(shù)生成小軟件，軟件使用方法，地震波，峰值加速度的調(diào)整。共6部分。后期做一個(gè)用梁單元?dú)卧M梁板柱的多層框架結(jié)構(gòu)的時(shí)程分析，同時(shí)該框架結(jié)構(gòu)配有鋼筋。敬請關(guān)注。
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