ansys 土 單元
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys 土 單元的實例教程
我最近在用ANSYS模擬一個簡單的梁，混凝土用SOLID65單元，鋼筋用Link8單元（1），采用以下命令流定義：
......
et,1,65,,,,,2,,1
et,2,link8
mp,ex,1,2.134e4
mp,nuxy,1,0.2
TB,CONC,1
TBDATA,,0.3,0.5,2.45,24.5
mp,ex,2,1.914e5
mp,nuxy,2,0.3
TB,BISO,2,1,2,
TBTEMP,0
TBDATA,,662,0,,,,
R,1
R,2,2580/3
........
大致碰到以下幾個問題：
（1）：混凝土的幾個參數，剪切縮減系數不知如何取值，系數對結果有何影響？
（2）：混凝土采用以上定義方式是不是就可以了，需不需要定義屈服準則，以及輸入
混凝土的應力應變曲線，如何輸入？如以上定義可以，不知道ANSYS是如何定義混凝土的
特性的，因為我想混凝土種類很多，就用以上幾個參數就可以定義嗎？我心里沒有譜；
（3）：采用以上定義，我計算了一根梁，分為考慮混凝土壓碎和不考慮混凝土壓碎。考慮混凝土壓碎時，得出的極限荷載比實際的要小，但混凝土的壓應力不超過抗壓強度；不考慮混凝土壓碎，得到的極限荷載較為接近實際值，但混凝土的最大壓應力遠遠大于其抗壓強度；并且得不到開裂破碎圖。我就不知道，如何得到極限荷載又可以得到開裂破碎圖？
1）：分析混凝土結構，選擇合理的材料特性是建立模型的關鍵，所以有必要弄清混凝土的材料特性。混凝土是脆性材料,并具有不同的拉伸和壓縮特性。典型混凝土的抗拉強度只有抗壓強度的8％-15%。
展開 ANSYS＋CivilFEM提供了鋼筋混凝土結構開裂計算功能，其中土木專用模塊CivilFEM提供的非線性混凝土計算適用于混凝土梁結構的非線性計算（包括開裂），可以直接通過截面定義鋼筋，從而模擬鋼筋混凝土梁。
但對于更一般的結構，用梁單元來模擬不一定合適，需要采用更一般的單元，ANSYS提供了專用的鋼筋混凝土實體單元SOLID65來模擬鋼筋混凝土結構，該單元材料采用混凝土材料模型，可定義混凝土的開裂、壓碎準則。
另外可以定義鋼筋方向和體積率，可用來模擬鋼筋混凝土的破壞。本文將通過算例對ANSYS＋CivilFEM開裂計算的效果進行探討，并針對一些計算難點提出初步的解決方案。
2．CivilFEM開裂計算
CivilFEM適合于梁結構開裂分析，另外為了與后面SOLID65單元開裂計算結果進行比較，先探討了CivilFEM的開裂計算。
CivilFEM開裂計算需要考慮的要點：
1、激活CivilFEM非線性模塊（~CFACTIV,NLC,Y），這是CivilFEM非線性計算的前提。
2、即使事實上為小變形，也必須打開幾何非線性效應（NLGEOM,ON），否則無法激活非線性迭代。
3、通常應該關閉求解控制（SOLCONTROL,OFF），由于CivilFEM非線性計算通過修改實常數的等效方法，自動求解控制反而可能導致發散。
4、在收斂不好的情況下，可以增加子步數、打開自動步長（AUTOTS,ON）或可以給定一個比較大的迭代數（NEQIT,NUM）,以改善收斂，線性搜索有時也可以改善收斂（LNSRCH,ON）。
展開 ANSYS＋CivilFEM提供了鋼筋混凝土結構開裂計算功能，其中土木專用模塊CivilFEM提供的非線性混凝土計算適用于混凝土梁結構的非線性計算（包括開裂），可以直接通過截面定義鋼筋，從而模擬鋼筋混凝土梁。
但對于更一般的結構，用梁單元來模擬不一定合適，需要采用更一般的單元，ANSYS提供了專用的鋼筋混凝土實體單元SOLID65來模擬鋼筋混凝土結構，該單元材料采用混凝土材料模型，可定義混凝土的開裂、壓碎準則。
另外可以定義鋼筋方向和體積率，可用來模擬鋼筋混凝土的破壞。本文將通過算例對ANSYS＋CivilFEM開裂計算的效果進行探討，并針對一些計算難點提出初步的解決方案。
2．CivilFEM開裂計算
CivilFEM適合于梁結構開裂分析，另外為了與后面SOLID65單元開裂計算結果進行比較，先探討了CivilFEM的開裂計算。
CivilFEM開裂計算需要考慮的要點：
1、激活CivilFEM非線性模塊（~CFACTIV,NLC,Y），這是CivilFEM非線性計算的前提。
展開 時間等于10時的節點7的溫度值
*vwrite,ntemp01,ntemp02,ntemp03
(T1,''N2 TEMP='',F5.1,'', N9 TEMP='',F5.1,'', N7 TEMP='',F5.1)
/output,nodetemp,dat
其中，命令/output可以用于確定輸出方向，即輸出到ansys的輸出窗口（OUTPUT WINDOW）中，或者指定的文件中。上面將溫度值輸出到nodetemp.dat文件中，內容如下：
N2 TEMP= 19.2, N9 TEMP= 19.8, N7 TEMP= 20.8
這樣就可以對輸出數據用別的工具進行處理。
在ANSYS如何考慮混凝土
我最近在用ANSYS模擬一個簡單的梁，混凝土用SOLID65單元，鋼筋用Link8單元（1），采用以下命令流定義：
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et,1,65,,,,,2,,1
et,2,link8
mp,ex,1,2.134e4
mp,nuxy,1,0.2
TB,CONC,1
TBDATA,,0.3,0.5,2.45,24.5
mp,ex,2,1.914e5
mp,nuxy,2,0.3
TB,BISO,2,1,2,
TBTEMP,0
TBDATA,,662,0,,,,
R,1
R,2,2580/3
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大致碰到以下幾個問題：
（1）：混凝土的幾個參數，剪切縮減系數不知如何取值，系數對結果有何影響？
（2）：混凝土采用以上定義方式是不是就可以了，需不需要定義屈服準則，以及輸入
混凝土的應力應變曲線，如何輸入？如以上定義可以，不知道ANSYS是如何定義混凝土的
特性的，因為我想混凝土種類很多，就用以上幾個參數就可以定義嗎？
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的鋼筋混凝土單元SOLID65來模擬，SOLID65單元可以定義開裂、壓碎強度，也可以定義分布鋼筋，但分布鋼筋由于將鋼筋均質化于單元內，不足以反映實際情況，可以用梁單元或桿單元來模擬離散鋼筋，用約束方程（CEINTF）來建立鋼筋節點與混凝土單元的位移協調關系。
計算結果非常合理，開裂后不僅位移大幅增加，而且由于剛度變小，導致結構的振動周期延長
3．實體單元SOLID65開裂計算
對于不適于用梁單元模擬的實體或其它鋼筋混凝土結構，需要采用ANSYS的鋼筋混凝土單元SOLID65來模擬，SOLID65單元可以定義開裂、壓碎強度，也可以定義分布鋼筋，但分布鋼筋由于將鋼筋均質化于單元內，不足以反映實際情況，可以用梁單元或桿單元來模擬離散鋼筋
在ANSYS中，對于混凝土單元，材料特性ANSYS要求輸入以下數據（為了清楚起見，我將幾個系數均譯為了中文）：彈性模量 、泊松比 、張開與閉合滑移面的剪切強度縮減系數 與 、抗拉與抗壓強度 與 、極限雙軸抗壓強度 、周圍靜水應力狀態 、靜水應力狀態下單軸與雙軸壓縮的極限抗壓強度 與 、斷裂發生時剛度乘子 。
在ANSYS中，對于混凝土單元，材料特性ANSYS要求輸入以下數據（為了清楚起見，我將幾個系數均譯為了中文）：彈性模量 、泊松比 、張開與閉合滑移面的剪切強度縮減系數 與 、抗拉與抗壓強度 與 、極限雙軸抗壓強度 、周圍靜水應力狀態 、靜水應力狀態下單軸與雙軸壓縮的極限抗壓強度 與 、斷裂發生時剛度乘子 。
