abaqus模擬膠連接的案例
ABAQUS模擬螺栓連接的方法
這種方式需要預先在Part功能模塊中創建一維（wire）部件，并為其設置相應的梁單元截面屬性，之后才能在Interaction功能模塊中創建MPC約束，完成螺栓的模擬。
這種模擬方式下，MPC單元只在Interaction功能模塊中可見，但是其不影響計算的結果，且在后續的后處理模塊中可以打開一維單元顯示開關將其顯示出來。
ABAQUS模擬螺栓連接的方法.pdf
Abaqus利用梁單元模擬螺栓連接 附基于ABAQUS對螺栓斷裂問題仿真分析下載
來源：仿真學習與應用
螺栓連接是結構連接的一種主要方式，在CAE分析中經常遇到，針對不同的情況，通常我們會采取不同的方法來處理。螺栓的模擬在Abaqus也有幾種不同的處理方式。
（1）建立三維實體的螺栓模型，包括螺紋結構；
（2）建立三維實體的螺栓模型，忽略螺紋結構；
（3）建立三維實體的螺栓模型，由Abaqus自帶的螺紋接觸定義方式設置螺紋接觸；
（4）利用梁單元或者桿單元模擬螺栓。
本次以梁單元模擬螺栓為例，簡單闡述其應用。利用梁單元模擬螺栓與實體螺栓相比優勢比較明顯，模型簡單、接觸定義簡單、收斂容易，同時梁單元也能有效反應螺栓的受力情況，在很多情況下比較適用。
螺栓的模擬通常需要考慮預緊力的作用，利用CAE方法模擬螺栓預緊力的過程主要由三個載荷步完成，下面的例子會涉及。
建立如下所示的模型，三個部件，兩塊板和一根梁，其中梁是一個3D wire，建立一條線即可。
圖1
材料屬性定義的時候，梁單元需要指定梁截面，如下圖所示。
圖2
梁的截面形狀可以根據需要指定，本次為圓形截面，半徑為10，如下圖所示。
圖3
同時，梁單元還需要指定方向，通過菜單欄Assign-Beam Section Orientation，給出其中的n1向量，這里注意，梁的軸向是由向量t表示的，n1和n2兩個向量決定梁截面，其中t向量和n1、n2兩個向量決定的平面垂直。
本次定義n1向量為0,0,-1，最終梁的方向定義完成如下所示。
圖4
之后利用Interaction模塊下面的Constraint將梁與相關位置建立MPC連接，如下所示。
圖5
梁單元的兩端節點分別與螺栓螺帽位置處的節點進行MPC連接，連接形式可以由多種，這里選擇Beam連接。
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1.裝配式剪力墻試件模型
1.1試件構造與尺寸
試件分為上下兩段墻體，下段預制墻預留豎向插件，待上下段墻體豎向插入拼裝就位后，在預留管道內注入高強無收縮灌漿料，實現兩段墻的漿錨連接,模型幾何尺寸及配筋,見圖1所示[1]。
圖1 試件構造與尺寸
1.2試驗材料
構件采用HRB335級鋼筋直徑8mm、10mm、12mm、14mm，參數見表1；采用C45級混凝土參數[1],見表2。
表1 鋼筋材料參數
注：E為彈性模量；μ為泊松比；ρ為密度；fy為屈服強度；fu為極限強度。
表2 混凝土材料參數
注：E為彈性模量；μ為泊松比；ρ為密度；fc為抗壓強度；ft為抗拉強度。
1.3試件有限元模型與邊界條件
拼接縫處采用“外高內低”;的“Z”;形拼縫，拼縫處填充彈性密封膠。密封膠材料模型選自文獻[2]提到的Reduced Polynomial材料模型參數替代[2],見表3。
表3 彈性膠粘材料參數
網格應用Abaqus隱式計算T3D2單元,單元數量8752個；模型漿錨連梁單元應用ABAQUS隱式計算B31單元,單元數量720個；模型漿錨連接彈簧單元應用Abaqus隱式計算DASHPOTA單元,單元數量800個.網格尺寸控制在40mm，漿錨連接有限元處理如圖2。
圖2 漿錨連接有限元
II-a漿錨連接部位采用彈簧-梁模型模擬，彈簧-梁模型由吉林建筑科技學院周文君老師提出。
初始分析步，約束地梁兩端部，防止模型出現水平位移.一階段分析步，在剪力墻頂梁幾何中心位置，沿豎直施加軸壓力，軸壓比控制為0.10，同時約束住剪力墻平面外轉動及平面外移動。二階段分析步，水平荷載采用力和位移混合控制加載模型，其中力加載階段參照文章將力值折算成位移，加載曲線見圖3。
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模型導成.inp文件可以方便導入Abaqus中進行其他方面設置并提交求解。
2.Abaqus部分
（1）Abaqus導入inp文件，步驟見下圖。
（2）切換到Property模塊，添加混凝土材料屬性。混凝土材料采用塑性損傷模型，首先添加材料密度=2.5E-009，步驟見下圖。
然后，添加材料彈性模量=33500、泊松比=0.2，步驟見下圖。
最后，完成混凝土塑性損傷模型的添加，步驟見下圖。第15步輸入混凝土塑性參數：膨脹角=30，偏心率=0.1，fb0/fc0=1.16,K=0.667,粘性參數。第17步輸入受壓狀態下混凝土應力-應變關系。第18步輸入受壓狀態下混凝土的損傷因子和非彈性應變。第21步輸入受拉狀態下混凝土應力-應變關系。第23步輸入受拉狀態下混凝土的損傷因子和非彈性應變。
我們這里輸入C45混凝土受壓、受拉行為的應力-應變、損傷因子-塑性應變數據，其他級別混凝土的塑性損傷模型數據可以聯系我索要。
（3）添加鋼筋材料屬性。鋼筋材料采用彈塑性模型，首先添加材料密度=7.85E-009，步驟見下圖。
然后，添加材料彈性模量=206000、泊松比=0.2，步驟見下圖。
最后，完成鋼筋彈塑性材料模型的添加，步驟見下圖，參數見下圖。
此外，此有限元模型里還包含用于模擬漿錨連接的桿單元，包含用于模擬上下兩片剪力墻間填充彈性膠粘劑的塊單元，如果讀者的模型也使用到這兩者單元，聯系我索要相應材料參數，其按添加方法與上一致，這里不一一講述。
（4）鋼筋混凝土試件，其中鋼筋往往應用桿單元模擬，所以需要修改單元截面大小為鋼筋橫截面的實際面積，步驟見下圖。
（5）關于彈簧單元，在Abaqus需要設定剛度和阻尼，步驟見下圖。若試件中無使用彈簧單元可以忽略這步。
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