混凝土損傷模型
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-05
混凝土損傷模型的視頻教程
ABAQUS混凝土塑性損傷模型
《 ABAQUS混凝土塑性損傷模型》 【ABAQUS混凝土塑性損傷模型】 學員通過本節課程能對ABAQUS中混凝土塑性損傷模型（CDP）的定義有一定了解，初步建立混凝土有限元分析的理論基礎； 課程對CDP模型相關輸出參數進行解剖講解，使用戶了解如何使用它； 為了使學員更好的用好CDP模型，課程對CDP常見文件進行分類和描述，并提出相應的解決方案和改善建議。
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（跟著做）Abaqus混凝土塑性損傷模型（02規范）
本視頻本構基于《混凝土結構設計規范02版》，如需10規范的本構，可搜索課程“(跟著做）Abaqus混凝土塑性損傷模型（10規范）” 本視頻是“跟著做”系列的第一套教程：手把手的教你計算ABAQUS塑性損傷模型的每一個數據，跟著作者的步驟一步步操作，你就會掌握塑性損傷模型的計算方法和輸入方法，并且大大減少軟件報錯。
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Abaqus中混凝土損傷塑性模型（CDP）4種混凝土本構，3種損傷因子計算方法
Abaqus中混凝土損傷塑性模型（CDP） 一、4種混凝土本構計算方法 ①10規范 ②02規范（過鎮海模型）? ③丁發興模型 ④ConcreteD模型 二、3種損傷因子計算方法 ①圖解法? ②能量法? ③規范法 三、真實應力、真實應變與名義應力、名義應變的轉換 四、鋼筋雙折線模型 五、Mander模型計算（改良計算方法 六、本構及損傷因子的選取與截斷 附件包含：
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混凝土損傷模型的實例教程
</p><p><span style="color: rgb(249, 110, 87);"> 彈性損傷</span>模型只考慮損傷對剛度退化的影響，不計不可恢復變形。卸載路徑按照原點返回，實質上損傷被考慮成通過割線模量定義的材料剛度退化。材料沒有損傷產生或者保持初始損傷值不發展，超過峰值應力后損傷開始發展。 彈性損傷模型是基于彈性卸載考慮的，<span style="color: rgb(249, 110, 87);">因此高估了材料剛度的退化程度，但可避開捕捉非彈性變形而直接反映材料的軟化行為</span>。</p><p> 而事實上混凝土卸載時不但表現出剛度退化現象，還存在不可恢復變形，因此采用如下圖所示的<span style="color: rgb(249, 110, 87);">彈塑性損傷模型</span>更能描述混凝土損傷全過程。</p><p><span style="color: rgb(249, 110, 87);">在彈塑性模型中損傷概念的引入，在一定程度上打破了連續介質力學上的連續性假定。因為是以一種特殊的方式（去除損傷、利用應變等效）在連續介質空間中應用經典連續介質力學。</span></p><p> 由于混凝土的損傷破壞過程本身就是一種消耗能量的過程，即自由能不斷減少的過程。<span style="color: rgb(249, 110, 87);">對于混凝土彈塑性損傷模型，通常采用熱力學方法建立了塑性損傷和連續損傷模型</span>。由于本構關系是由熱力學勢函數導出的，因此在熱力學環境中是一致的。在熱力學方法中，由于需要定義明確的勢函數以及狀態變量與它們的共軛力之間的結合性，很難根據物理觀測構造本構系統，因此這更適合于模擬準脆性材料的混凝土。
展開 1問題引出的意義
在土木行業中，鋼筋混凝土框架仿真模型是一種有限元重要仿真分析模型，基于混凝土框架結果的模型和分析有助于我們更好了解實際生產中的混凝土框架結構的力學響應行為，諸如框架的彈塑性變形、框架的損傷甚至框架的破壞失效。我們知道一個有限元模型的準確性與模擬材料的本構模型選取之間具有不可分割的直接關系，那么就有必要對常見描述混凝土材料的本構模型進行對比分析，這也是本案例實施的意義所在。
2研究問題描述
基于上述對混凝土本構模型的思考及筆者使用聯合仿真的經驗，對基于ABAQUS的非關聯流動法則混凝土損傷模型與基于ANSYS/LSDYNA軟件的JHC本構模型進行了理論上的分析，分別通過ABAQUS軟件建立了混凝土框架模型并使用對應損傷模型、使用LSDYNA建立混凝土材料的JHC模型，最后對比觀察材料的損傷分布效果。
3混凝土損傷本構模型分析
3.1基于ABAQUS的非關聯流動法則的混凝土損傷模型
在ABAQUS中，創建混凝土材料的本構模型是通過工具箱中的create material命令進行的。模型首先定義混凝土的基本彈性屬性，主要是彈性模量、泊松比、密度。之后再定義混凝土損傷塑性塑性，主要是膨脹角、塑性勢偏移量、雙軸受壓初始屈服應力與單軸受壓初始屈服應力比值、K值、黏度系數五個參數。這些參數通過查閱《混凝土結構設計規范》均可以得到準確的參數值。最后通過定義混凝土損傷系數完成整個混凝土本構模型的建立，綜上，得出的混凝土材料的本構參數如表1所示。本文以已經建立的鋼筋混凝土框架模型為例，在ABAQUS中對其進行混凝土材料本構參數的操作如圖1所示。
展開 混凝土損傷模型參數確定方法 - 副本.docx
混凝土塑性損傷模型損傷因子研究及其應用.pdf
混凝土動力損傷本構關系的基礎理論及應用.pdf
混凝土受拉損傷本構關系的研究.pdf
【前文說明】
插件包含 MaCDP 以及 混凝土數據處理 兩大模塊綁定出售，若單純僅需要 MaCDP 或 JYCDP 可點擊下面兩個連接：
<a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1818427" target="_blank" title="【JY】MaCDP(Abaqus)應用與混凝土損傷模型概念">【JY】MaCDP(Abaqus)應用與混凝土損傷模型概念
【JY】JYCDP插件：ABAQUS混凝土CDP模型插件分享 | 混凝土損傷塑性模型
混凝土數據處理主要針對：骨架曲線，累計耗能，等效黏滯阻尼比，屈服位移，極限位移，延性系數 等自動計算與整理分析，并整理到 Excel 內進行自動匯總。
注意與聲明：可能存在 特別個別奇特 的滯回曲線 整理數據的 效果不佳，請酌情考慮使用。
歡迎體驗，關注公眾號：建源學堂。
個人博客：www.jycmf.cn
【操作及介紹】
【簡介】
通常我們對混凝土構件或結構進行滯回分析時，都會遇到一個頭疼的問題，滯回曲線用通過試驗或模擬做出來了，但是相應的骨架曲線，累計耗能，等效黏滯阻尼比，屈服位移，極限位移，延性系數，剛度等計算量十分巨大。
對于相關計算方法筆記可見：
【JY】淺談混凝土構件性能試驗指標概念（一）
【JY】淺談混凝土構件性能試驗指標概念（二）
特別是當構件特別多時，龐大的數據計算量讓人望而卻步。
針對于這個問題，建源之光開發了一款分析工具，用于滯回曲線一系列數據的處理與分析工作，并支持APP下載。針對大家對JYCDP插件和MaCDP插件提出的一些問題，筆者也同時對插件進行了改進，同時在該程序中體現。
展開 ABAQUS系列講座——混凝土塑性損傷模型
第一節：ABAQUS CDP模型基礎篇
混凝土材料在工程結構中得到廣泛應用，而仿真設計的發源領域，也少不了對其力學模型的摸索。ABAQUS作為非線性有限元領域大亨，自然也不會錯過這個蛋糕，提供了ABAQUS 混凝土塑性損傷模型CDP。
ABAQUS CDP具有以下特征：
1）各向同性彈性損傷；
2）拉壓異性；
3）適合低圍壓條件下的單調/循環/動力荷載；
4）應力狀態轉變時，具有材料剛度恢復特性；
5）屈服非關聯，且多硬化塑性；
6）材料參數可設置率相關；
7）具有粘性特征，保證仿真收斂性；
8）僅適合各向同性線彈性模型。
第二節：CDP模型參數獲取
繼續上節課的內容，本節主要介紹了ABAQUS CDP模型材料參數的獲取和計算方法，大多是基于星哥個人的理解與經驗，如果存在疏漏，還請不吝賜教！謝謝各位！
介紹混凝土應力-應變曲線獲取來源；
混凝土材料參數測試的數據提取；
闡述了混凝土強度定義、分類與選擇；
采用GB50010《混凝土結構設計規范》計算拉壓應力-應變曲線；
介紹損傷參數來源；
介紹能量損失原理計算損傷數值的方法；
介紹比例應變法【Birtel】計算損傷數值的方法；
簡要描述了POLARIS-CDP插件的界面與輸出。
第三節：POLARIS-CDP插件
第四節：鋼筋混凝土梁案例講解
視頻中的案例源自《ABAQUS結構工程分析及實例詳解》第四章，而建模過程和書中的建模過程存在一定差異。視頻包含前、后處理兩部分，其中前處理描述了幾何模型建立、鋼筋的裝配與組合、材料定義、分析類型選擇、約束定義、邊界條件的施加以及網格劃分相關的知識點；后處理則講述云圖效果的切換、歷程數據的提取、動畫輸出等技巧。
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混凝土損傷模型的相關專題、標簽、搜索
混凝土損傷模型的最新內容
<p>因為要仿真混凝土破壞實驗，考慮用abaqus里面的CDP模型，查閱了相關資料進行了理論總結，并根據理論編寫計算程序。</p><p>ABAQUS中CDP 模型中采用的是混凝土在單軸受力狀態下的應力和非彈性應變，非彈性應變根據混凝土的單軸應力-應變曲線換算。</p><p>根據GB50010-2010混凝土結構設計規范，混凝土單軸應力應變關系如圖：</p><p><img src="https://img.jishulink.com
本案例通過COMSOL建立二維混凝土細觀微裂紋模型，模型可進行吸水及離子擴散等方面的研究。幾何模型包括水泥砂漿、粗骨料、砂漿骨料界面過渡區（ITZ）及隨機分布于水泥砂漿內的微裂紋毛細管網四部分，旨在探究通過多插件聯合創建復雜模型的可行性。
多邊形骨料混凝土細觀模型通過CAD隨機多邊形插件2D專業版參數化建模生成。
混凝土的宏觀力學性能主要受其細觀結構控制，其中骨料與水泥基體間的界面過渡區（ITZ）作為薄弱相，顯著影響材料的力學行為與耐久性。本文基于COMSOL Multiphysics有限元軟件，構建含ITZ的多面體骨料密堆積三維細觀模型，有效表征混凝土的非均質特性，準確反映骨料形態、分布及界面行為對整體性能的影響機制，為揭示混凝土損傷演化規律、優化配合比設計及提升結構耐久性提供理論支撐。
混凝土細觀結構對其宏觀力學性能具有決定性影響。界面過渡區（ITZ）作為骨料與水泥基體間的薄弱相，顯著影響混凝土的力學行為與耐久性。基于ANSYS軟件構建含界面過渡區的多面體骨料密堆積3D模型，可有效表征混凝土細觀非均質特性，精確模擬骨料形態、分布及界面行為對材料性能的影響機制。該研究為揭示混凝土損傷演化規律提供理論支撐，對優化配合比設計、提升結構耐久性具有重要學術價值與工程應用前景。
上篇文章介紹了基于圖像進行混凝土細觀模型的幾何重構法，詳細步驟可查看下面的連接。
ABAQUS二維混凝土細觀模型的數字化重建技術(一)幾何重構
https://www.yqgqt.org.cn/post/1990726
本篇介紹二維混凝土細觀模型在ABAQUS
在基于ABAQUS開展混凝土細觀力學模擬時，數字化重建技術是構建能夠真實反映混凝土內部多相結構（如骨料、砂漿、界面過渡區ITZ及孔隙等）的關鍵前置步驟。混凝土細觀模型研究中主流的數字化重建方法主要分為以下兩類：一是幾何重構法，從CT或照片圖像中提取真實骨料輪廓，通過AutoCAD等軟件重建混凝土骨料、ITZ幾何模型，再導入ABAQUS進行網格劃分；二是圖像映射法，將混凝土高分辨率掃描圖像通過預處理將不同材料進行顏色區分后
建議用戶采用EasyCDP或EasyCDP Mortar&ITZ插件以構建混凝土損傷塑性模型。
本插件兼容二維（2D）與三維（3D）模型，支持所有單元類型，并允許多種CDP材料在同一模型中的應用，包括多個部件（Part）或單個部件內不同材料的組合配置。
插件介紹
AbyssFish CDED（Concrete Damage Element Deletion）插件可對載荷作用造成的混凝土損傷塑性模型（Concrete Damaged Plasticity，CDP）中失效單元進行刪除，以實現混凝土損傷開裂裂紋的模擬。
混凝土細觀結構對其宏觀力學性能具有決定性影響。界面過渡區（ITZ）作為骨料與水泥基體間的薄弱相，顯著影響混凝土的力學行為與耐久性。在ABAQUS中構建含界面過渡區的多面體骨料密堆積3D模型，能夠真實反映混凝土細觀非均質特性，精確模擬骨料形態、分布及界面行為對材料性能的影響機制。該研究為揭示混凝土損傷演化規律提供理論支撐，對優化配合比設計、提升結構耐久性具有重要學術價值與工程應用前景。
對混凝土細觀模型中的各組分設置不同的材料屬性，在混凝土細觀研究中可選用EasyCDP_Mortar&ITZ插件生成混凝土損傷塑性模型材料。
采用四面體單元進行混凝土骨料的網格劃分。
建立不同骨料部件的裝配。
