abaqus 泡沫混凝土的案例
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，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，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 輕骨料混凝土/泡沫混凝土CDP模型-Excel ￥8.88
<p>本內(nèi)容基于丁發(fā)興開的輕骨料混凝土或者泡沫混凝土模型所制作的Excel，可用于將其輸入直接到ABAQUS中，用于建立輕骨料混凝土或者泡沫混凝土模型，具體如下：</p><p><br></p><p><strong>模型介紹：</strong></p><p>本模型基于“丁發(fā)興”所開發(fā)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型，在附件中。給予了論文pdf文件</p><p><br></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/202504/attachment/352077717ebc46b4b2495692cbf7c8f6.png" style="display: inline-block;">
<img src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/352077717ebc46b4b2495692cbf7c8f6.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/352077717ebc46b4b2495692cbf7c8f6.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/352077717ebc46b4b2495692cbf7c8f6.png?
展開 ABAQUS泡沫混凝土細(xì)觀有限元模擬
在ABAQUS中構(gòu)建含水泥砂漿基體與大量隨機(jī)分布孔隙的三維泡沫混凝土幾何模型，對深入探究其微觀結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)性能的關(guān)聯(lián)具有重要理論價值。通過孔隙尺寸、形態(tài)及空間分布特征的研究，有效模擬泡沫混凝土在載荷下的強(qiáng)度衰減規(guī)律與破壞演化機(jī)制，克服傳統(tǒng)均質(zhì)模型預(yù)測的局限性。
泡沫混凝土細(xì)觀模型通過CAD隨機(jī)球體插件專業(yè)版V1.3建模生成，泡沫混凝土試件設(shè)置為邊長為150 mm的立方體試件，為保證有限元模擬中的網(wǎng)格能有效劃分，泡沫孔隙的最小間距設(shè)置為1 mm，泡沫孔隙的直徑設(shè)置為5 mm，模型共建立了10000余個不相交的孔隙。
在AutoCAD中將泡沫混凝土導(dǎo)出為iges格式文件后，以部件的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。
如需考慮內(nèi)部泡沫材料屬性對泡沫混凝土仿真結(jié)果的影響，也可將球體圖層內(nèi)容導(dǎo)入ABAQUS，并對內(nèi)部球體賦值材料。
通過EasyCDP Mortar&ITZ插件對泡沫混凝土中的水泥砂漿部分設(shè)置混凝土損傷塑性材料。
將泡沫混凝土建立裝配體設(shè)置分析步并施加受壓載荷。
進(jìn)行泡沫混凝土細(xì)觀模型的網(wǎng)格劃分，本案例中采用二次四面體單元（C3D10M），全局種子尺寸2 mm，總單元數(shù)量為677萬個。
建立作業(yè)后可采用CDED插件設(shè)置對混凝土受損傷的失效單元進(jìn)行刪除，提交作業(yè)并完成模擬。
展開 ABAQUS混凝土損傷塑性模型-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計算及EXCEL
這是我自己計算的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)計規(guī)范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計算及EXCEL
首先用自己的數(shù)據(jù)計算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，計算損傷因子。
以后還會有詳細(xì)計算方法，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)計算得出.rar
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有沒有想過一個問題，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)格的計算時間是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時表示沒有損傷，dc或dt=1時表示材料失去強(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裂縫會閉合，剛度會恢復(fù)；從壓縮到拉伸時裂縫仍然存在，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。
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【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pushover分析 ￥100
想用abaqus做pushover的同學(xué)們注意啦，該帖子不容錯過，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)計中的應(yīng)用》
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<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)行滯回分析時首先要對該模型進(jìn)行一個單調(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，同時利用小軟件將滯回曲線分解為一個個的滯回環(huán)，同時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個滯回環(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 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(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。后期做一個用梁單元?dú)卧M梁板柱的多層框架結(jié)構(gòu)的時程分析，同時該框架結(jié)構(gòu)配有鋼筋。敬請關(guān)注。
展開 ABAQUS中定義混凝土的塑性損傷本構(gòu)、鋼筋和混凝土之間的粘接滑移，模擬拉拔鋼筋時受拉短柱的應(yīng)力分布 ￥50
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Abaqus應(yīng)用之鋼筋混凝土篇 ￥9.99
鋼筋模型類型
1.1 理想彈塑性模型
在Abaqus中，可以通過直接在塑性部分輸入屈服應(yīng)力對應(yīng)的屈服應(yīng)變來定義理想彈塑性模型。例如，Q345B鋼材的屈服強(qiáng)度為345MPa，極限抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到510-600MPa。在Abaqus中，可以取第一個點(diǎn)為(345,0)，第二個點(diǎn)可以設(shè)為(551,0.1)，使得兩個點(diǎn)之間的斜率為0.01Es（鋼材的彈性模量）。
1.2 雙折線模型
雙折線模型是鋼筋混凝土模擬中常用的一種簡化模型。在Abaqus中，鋼筋可以通過線單元（Wire）建模，然后將鋼筋嵌入（embed）混凝土梁中。這種方法簡潔高效，被大多數(shù)學(xué)者采納。然而，這種方法在模擬鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)滑移時可能不夠精確。
1.3 三折線模型
三折線模型考慮了鋼筋的屈服階段，可以更準(zhǔn)確地模擬鋼筋的滯回行為。在Abaqus中，可以通過用戶自定義的UMAT子程序來實(shí)現(xiàn)這種模型。例如，清華大學(xué)曲哲提出的改進(jìn)的Clough鋼筋滯回本構(gòu)模型，可以在反向再加載時，指向按卸載剛度加載至歷史最大點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力的0.2倍，再指向歷史最大點(diǎn)，從而考慮鋼筋加載-卸載-反向加載過程產(chǎn)生的包辛格效應(yīng)。
2. 鋼筋與混凝土的相互作用
2.1 粘結(jié)滑移關(guān)系
鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)滑移關(guān)系是模擬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。在Abaqus中，可以通過設(shè)置二者交界面處的牽引分離本構(gòu)模型來模擬這種關(guān)系。例如，基于Abaqus的三種鋼筋混凝土梁數(shù)值模擬對比研究表明，將鋼筋通過實(shí)體單元建模，并在實(shí)體鋼筋和混凝土梁連接界面設(shè)置相應(yīng)粘結(jié)本構(gòu)，可以更真實(shí)地模擬鋼筋混凝土梁內(nèi)部的實(shí)際受力狀態(tài)。
2.2 損傷塑性模型
Abaqus中的混凝土損傷塑性（CDP）模型能夠描述材料在循環(huán)加載和動態(tài)加載條件下的力學(xué)響應(yīng)。
展開 風(fēng)電混塔-混凝土&鋼塔筒abaqus有限元建模完整模型 ￥199
1本案例包含一套完整的風(fēng)電混塔有限元模型（除中間階段鋼筋外），相信拿到模型會明白風(fēng)塔有限元建模主要方法 2.風(fēng)塔建模工程量巨大，重要的是掌握方法，剩下的只是時間問題 3.材料本構(gòu)及載荷設(shè)置問題本模型未能提供，請忽略其參數(shù)，請教專業(yè)人士4.附件為CAE付費(fèi)文件，你我交流使用請勿傳播
ABAQUS UMAT - 混凝土塑性損傷模型的實(shí)現(xiàn) ￥1500
混凝土塑性損傷模型在工程上應(yīng)用較為廣泛，同類型的本構(gòu)模型多內(nèi)置于各類仿真軟件中，供用戶模擬混凝土結(jié)構(gòu)的破壞和受力情況。本文根據(jù)Peter Grassl 和 Milan Jira′sek 2006年的文章《Damage-plastic model for concrete failure》進(jìn)行本構(gòu)模型代碼復(fù)現(xiàn)，并對文中的模型進(jìn)行了一些簡化。
UMAT代碼和INPUT文件見付費(fèi)內(nèi)容
ABAQUS UMAT-混凝土受拉狀態(tài)下塑性損傷模型的簡單實(shí)現(xiàn) ￥600
本文利用ABAQUS UMAT子程序，簡單實(shí)現(xiàn)了混凝土受拉狀態(tài)下的破壞。本構(gòu)模型的實(shí)現(xiàn)算法摘抄自DeBorst的書籍《Nonlinear Finite Element Analysis of Solids and Structures》，基本如下：
為了簡化模型，筆者將書中損傷部分做了簡化，不再采用損傷屈服面進(jìn)行判定。損傷影子w的計算直接由塑性等效應(yīng)變確定。
在ABAQUS中建立100*100*100的立方體塊，試件的底部固定，頂部反復(fù)加載-卸載，通過UMAT得到的模擬結(jié)果如下：
