混凝土損傷模型的案例
【JY】MaCDP(Abaqus)應用與混凝土損傷模型概念 ￥49.9
</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 基于ABAQUS的混凝土損傷本構模型與LSDYNA的JHC本構模型分析與研究
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 混凝土塑性損傷模型參考書籍及程序 ￥1
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
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【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：
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【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
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。
展開 ABAQUS混凝土損傷塑性模型-2010混凝土結構設計規范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計算及EXCEL
這是我自己計算的2010規范中ABAQUS混凝土損傷塑性模型-2010混凝土結構設計規范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計算及EXCEL
首先用自己的數據計算2010規范中規定的混凝土本構關系
然后借助文件夾中02版規范的方法，計算損傷因子。
以后還會有詳細計算方法，此數據僅供參考。
2010規范用C50混凝土損傷塑性本構關系數據-彈模34400MPa-帶損傷因子-自己數據計算得出.rar
abaqus混凝土損傷模型參數取值
誰能把abaqus混凝土損傷模型參數取值這個問題說清楚呢？
【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
(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下載，
【簡介】
為簡便鋼筋混凝土構件或者結構的本構模型設置，本期給大家推薦一款Abaqus混凝土CDP模型插件，供大家應用參考。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本構曲線，且可任意調整本構曲線長度，并可對極限強度進行修正，且適用于不同的力、位移單位，可用于各類混凝土構件及結構的精細化分析。
對于鋼筋混凝土構件或者結構而言，正確合理的本構模型是對構件或結構進行非線性分析的關鍵。ABAQUS提供三種混凝土本構關系模型，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損傷彈性與拉伸和壓縮塑性相結合的方式來對混凝土的非彈性行為進行描述的，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、壓塑性應變導致的彈性剛度的退化以及循環荷載作用下剛度的恢復，具有較好的收斂性。有關CDP模型的介紹及應用可見推文：
【JY】淺談混凝土損傷模型及Abaqus中CDP的應用
【程序可解決的問題】
采用ABAQUS模擬梁柱節點時，ABAQUS中CDP模型損傷系數計算到0.9和損傷系數計算到0.99所得的滯回曲線相差甚大，筆者建立了現澆梁柱節點模型對此進行了驗證。
CDP模型本構曲線末尾段的選取，對滯回曲線下降段的影響較大。
展開 基于ABAQUS混凝土損傷模型的某適筋梁非線性靜力分析一般過程
基于ABAQUS混凝土損傷模型的某適筋梁非線性靜力分析一般過程
某適筋梁，截面尺寸以及配筋如下所示，采用ABAQUS對其進行靜力分析。在加載處以及支座附近分別設置了剛性墊塊，混凝土保護層厚度取35mm。
材料特性如下：
1、混凝土：抗壓強度fc=24MPa,抗拉強度ft=2.4MPa，采用混凝土損傷本構模型；密度為2400Kg/m^3
2、鋼筋：彈性模量E=190GPa,泊松比u=0.3,屈服強度210MPa;密度為7800Kg/m^3
3、墊塊：彈性模量E=2100GPa，泊松比u=0.3;密度為7800Kg/m^3
建模過程如下：
一、建立part
根據上圖信息，分別建立梁主體、剛性墊塊、底部受拉筋、頂部受壓筋、箍筋的part。混凝土保護層厚度取35m，底部第一排鋼筋與第二排鋼筋的間距取35mm，端頭縱筋的保護層厚度取25mm。建立過程中需要提前規劃好點位坐標，以方便后續組裝。
二、定義材料
混凝土：彈性模量取29.5GPa,根據本構模型計算表格，輸入相應的參數，得到混凝土的本構模型。
鋼筋：鋼筋采用理想彈塑性模型，輸入參數如下。
墊塊：只考慮其彈性行為，按彈性材料輸入。
三、截面屬性定義
對于梁主體以及墊塊，直接賦予材料屬性即可。對于鋼筋，還需輸入截面面積，不同型號的鋼筋體現在截面面積上，類似ANSYS中實常數的輸入。
四、部件組裝
根據結構尺寸圖，組裝成體。為了利于墊塊與梁主體之間的連接，在梁的適當部分進行切分。
展開 混凝土塑性損傷模型 ￥5.99
<p>混凝土塑性損傷模型是基于拉、壓各向同性塑性的連續線性損傷模型，用于描述混凝土的非線性行為。采用通用有限元分析軟件ABAQUS/Standard分析，在此軟件中的混凝土塑性損傷模型具有以下特點：</p><p>1. 適于各種單元（梁、桿、殼、實體）的混凝土或其他類似的脆性材料的模擬，用于殼元時，沿厚度方向的積分點數達到9個通常可以保證計算的準確性；</p><p>2. 雖然它主要致力于鋼筋混凝土結構的分析，但可以用于素混凝土；</p><p>3. 可用“rebar”選項模擬混凝土中的鋼筋；</p><p>4. 適于低圍壓下混凝土單調、往復和動力荷載下的計算；</p><p>5. 是非相關多軸硬化塑性和各向同性線性損傷模型的綜合，用于描述由于混凝土斷裂引 起的不可恢復的損傷；</p><p>6. 允許循環加載過程中用戶對于剛度恢復進行控制；</p><p>7. 可定義與應變速率的相關性；</p><p>8. 應用粘性系數修正，可提高軟化階段的收斂效率；</p><p>9. 要求材料的彈性行為應為各向同性且為線性的。</p><h2>1 線性損傷模型與塑性模型</h2><p>本節簡要介紹構成混凝土塑性損傷模型的線性損傷模型與塑性模型(Hibbitt等，2003)。</p><h2>1.1 線性損傷模型</h2><p>混凝土塑性損傷模型包括混凝土受拉開裂和壓碎兩種破壞機制，分別由<span style="background-color: yellow;">等效拉壓塑性應變</span>決定。單軸應力-應變關系轉變為<span style="background-color: yellow;">應力與塑性應變</span>的曲線。
展開 ABAQUS UMAT - 混凝土塑性損傷模型的實現 ￥1500
混凝土塑性損傷模型在工程上應用較為廣泛，同類型的本構模型多內置于各類仿真軟件中，供用戶模擬混凝土結構的破壞和受力情況。本文根據Peter Grassl 和 Milan Jira′sek 2006年的文章《Damage-plastic model for concrete failure》進行本構模型代碼復現，并對文中的模型進行了一些簡化。
UMAT代碼和INPUT文件見付費內容
求助：混凝土塑性損傷模型
求助：請問混凝土塑性損傷模型的損傷因子什么情況下可以不定義，什么情況下要定義？比如我現在單調受彎加載該構件，那該構件（塑性損傷模型）需不需要定義損傷因子？
混凝土塑性損傷模型 ￥1
單軸壓縮下塑性損傷發展：
應力—應變曲線：
混凝土塑性損傷模型的材料參數：
Abaqus混凝土損傷單元刪除插件：CDED ￥398
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。
插件只針對混凝土損傷塑性（CDP）材料有效，不支持其他材料參數的損傷單元刪除，推薦采用EasyCDP或EasyCDP Mortar&ITZ插件建立混凝土損傷塑性模型。
插件僅支持“動力，顯式（Dynamic, Explicit）”分析步，暫不支持用于其他分析步類型。
插件支持二維及三維模型，且支持所有單元形狀，支持在一個模型中多種不同的CDP材料及多個部件（Part）。
插件中的參數Damage C及Damage T分別為判定失效單元的受壓損傷及拉伸損傷值，當單元的損傷值超過其中的任意一個設定參數時，單元將被刪除。
插件需要在提交作業的前一步進行使用，如果使用插件后對模型的其他內容進行了更改，請在提交作業前再次使用插件進行混凝土損傷單元刪除的設置。
以下為同一模型在使用混凝土損傷單元刪除插件前后的結果對比。
說明提醒
該插件可在 Windows 10 和 Windows 11 系統上運行，支持 Abaqus 2019~2023版本。
插件需要注冊，注冊完成后即可永久使用。該插件為單機許可銷售模式，購買后請聯系我們以獲取許可證。
展開 混凝土損傷塑性模型在abaqus里的模擬
混凝土規范上把混凝土本構用分段函數來表達的，有上升段和水平段，極限壓縮應變為0.0033（日本0.0035，與中國規范上升段化簡后一樣）如下圖：
中國規范：
日本規范：
而實際上混凝土本構包含上升段和下降段，特別對于下降段，混凝土內裂縫逐漸發展，卸載時彈性軟化，非線性彈性和彈塑性理論很難描述這一特性。
損傷模型可以考慮由于損傷積累而導致裂縫逐漸擴展，從而導致混凝土剛度軟化。混凝土塑性損傷模型可以用來分析混凝土結構在低周往復荷載和動載作用下，混凝土微觀損傷導致剛度軟化的模擬.
abaqus里CDP-model的應力應變關系可以采用《混凝土結構設計規范》附錄C給出的本構關系（如下圖）：
本次模擬采用C50,具體參數如下：
與規范應力應變關系對比圖（模擬的不太理想，以后改進）：
混凝土受壓卸載時剛度軟化示意圖如下:
本次abaqus模擬的混凝土試件往復加載卸載受壓時的應力應變關系履歷如下圖所示，無損傷混凝土卸載剛度與初始彈性模量一致（綠色），也是我們通常的處理方式，而考慮損傷的混凝土卸載剛度變小，且隨著塑性應變的發展，剛度越來越小（黃綠色，圖中斜線方便觀察剛性斜率而設）。
來源：有限元仿真
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