ansys混凝土劃分單元的案例
ANSYS\ABAQUS纖維混凝土細觀骨料模型建立及網(wǎng)格劃分 ￥1.1
《基于三維隨機細觀模型的珊瑚混凝土力學性能模擬》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質(zhì)混凝土有限元模型。</p><p class="ql-align-justify">相比均質(zhì)有限元模型，非均質(zhì)有限元模型的仿真結(jié)果可信度更高，仿真效果更好，與實際破壞情況更為吻合，該方法具有廣泛的運用前景，可用于靜態(tài)力學試驗、動態(tài)力學試驗、爆破領(lǐng)域、建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域等。</p><p class="ql-align-justify">在有限元分析中，網(wǎng)格質(zhì)量的好壞極大程度影響模擬的收斂性，尤其對于顯式動態(tài)分析案例中，為了避免網(wǎng)格畸變導致計算時間長、計算結(jié)果不收斂等問題，大多采用六面體網(wǎng)格進行計算。因此，本文對非均質(zhì)纖維混凝土模型分別進行了四面體網(wǎng)格、六面體網(wǎng)格劃分的對比，并對該類網(wǎng)格劃分問題的步驟進行闡述。</p><p class="ql-align-justify">步驟一：采用Python、Fortran、APDL等編程語言生成隨機骨料及纖維，判定骨料與骨料之間，纖維與纖維之間，纖維與骨料之間互不侵入。基于此，生成骨料半徑、中心坐標，纖維起始點和終止點的坐標。</p><p class="ql-align-justify">步驟二：將坐標信息導入ANSYS或ABAQUS中，結(jié)合軟件自帶建模語言進行建模及網(wǎng)格劃分，四面體網(wǎng)格可通過hypermesh進行精細網(wǎng)格劃分，也可采用自編網(wǎng)格投影法進行六面體網(wǎng)格劃分，不同方法均存在利弊。六面體網(wǎng)格計算時間大量縮短，但骨料形狀為類球體，是否能投影為球體與單元網(wǎng)格尺寸大小有關(guān)，四面體網(wǎng)格計算時間較長，劃分形狀與球體基本一致。</p><p class="ql-align-justify">步驟三：進行材料、單元幅值，開展不同有限元分析。
展開 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析單元類型和分析模型 附混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析下載
通常鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析單元分為兩個層次：桿系單元和實體單元。前者著重分析單元力（包括力和彎矩）與位移（包括位移和轉(zhuǎn)角）之間的關(guān)系，而后者著重分析單元的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系。單元類型的選取應(yīng)兼顧計算規(guī)模、材料模型的精度等多方面的因素。對于全結(jié)構(gòu)規(guī)模較大，可將結(jié)構(gòu)離散成桿系單元進行分析。對于復雜區(qū)域（梁柱節(jié)點）或重要的構(gòu)件等可將桿系結(jié)構(gòu)體系計算的力和位移施加到實體單元模型上，分析局部應(yīng)力和應(yīng)變。在結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)盡可能多地采用三維實體單元模型，力求最大程度的真實模擬實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析中的模型
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不同于一般均質(zhì)材料，它是由鋼筋和混凝土兩種材料構(gòu)成的，一般鋼筋是被包圍在混凝土之中，而且相對體積較少，因此建立結(jié)構(gòu)有限元模型需考慮這些特性。構(gòu)成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有限元模型主要有以下三類：
1.1 分離式模型
分離式模型把混凝土和鋼筋作為不同的單元來處理，即混凝土和鋼筋各自被劃分為足夠小的單元。考慮到鋼筋是一種細長材料，通常可忽略其橫向抗剪強度。這樣，可以將鋼筋作為線形單元處理（如ANSYS中的link8單元）。混凝土可采用四面體單元等實體單元（如ANSYS中的solid65單元）。在該模型中，鋼筋和混凝土之間可以插入聯(lián)結(jié)單元來模擬鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)和滑移，若鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)很好，不會有相對滑移，則可視為剛性聯(lián)結(jié)，可以不考慮聯(lián)結(jié)單元問題。眾所周知，鋼筋混凝土是存在裂縫的(否則鋼筋難以發(fā)揮作用)，而開裂必然導致鋼筋和混凝土變形不協(xié)調(diào)，也就是說必然存在粘結(jié)失效和滑移的產(chǎn)生，因此這種模型被廣泛的應(yīng)用。單元剛度矩陣的推導與一般有限元相同。
1.2 組合式模型
組合式模型是假設(shè)鋼筋以一個確定的角度分布在整個單元中，并假設(shè)混凝土與鋼筋之間存在著良好的粘結(jié)，認為兩者之間無滑移。又分為分層組合方式和帶鋼筋膜的方式等。
展開 ANSYS混凝土三維隨機骨料 混凝土細觀 隨機球體 顆粒增強復合材料建模
研究進展
通過ANSYS進行混凝土細觀模型的構(gòu)建是進行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內(nèi)構(gòu)建混凝土細觀模型是分析的前提。現(xiàn)階段在ANSYS內(nèi)進行隨機混凝土模型構(gòu)建的主流方法是通過APDL命令流等形式，這要求研究者應(yīng)具有一定的程序設(shè)計能力。
為了方便快捷的構(gòu)建出混凝土細觀幾何模型，這里提出另一種建模方案，通過AutoCAD模型導入的方式，實現(xiàn)無編程構(gòu)建混凝土隨機骨料。
模型構(gòu)建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機球體顆粒插件在AutoCAD內(nèi)構(gòu)建三維球體幾何模型：
插件可指定生成隨機分布的不相交的球體顆粒，同時生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長方體基體。同時對顆粒的粒徑大小、比例等都能進行控制。
將生成的三維球體幾何模型導出為.sat格式文件備用。
2、ANSYS Workbench 導入
打開ANSYS Workbench，在幾何內(nèi)進行導入預(yù)先保存的.sat文件：
后續(xù)進行網(wǎng)格劃分等操作，在ANSYS Workbench內(nèi)進行即可：
插件下載
建模用到的CAD插件下載：
CAD隨機球體顆粒插件
展開 混凝土與筋的粘結(jié)仿真(二維筋單元) ￥50
現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)仿真中，對于鋼筋大多數(shù)采用二維單元，為考慮筋與混凝土的粘結(jié)滑移作用，開發(fā)一種可批量建立非線性彈簧單元的腳本。用以實現(xiàn)粘結(jié)滑移作用，購買后有視頻指導教程，本人支持后續(xù)指導！！！
一維單元模擬混凝土構(gòu)件開裂的解決方案
一、算例背景及分析技術(shù)
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂是廣泛存在的現(xiàn)象，準確的說從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)服役開始就進入帶裂工作狀態(tài)，只是這種裂縫肉眼難以辨別并且對結(jié)構(gòu)安全沒有影響。但裂縫作為鋼筋混凝土構(gòu)件工作狀態(tài)的重要表征指標，是結(jié)構(gòu)損傷的表現(xiàn)，也許是破壞的先兆，也許是耐久
性不足的預(yù)警，更是災(zāi)后調(diào)查和受力機理揭示的重要線索，見圖1。
圖1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫
本案例使用ABAQUS對一根鋼筋混凝土受拉構(gòu)件進行裂縫估算分析，根據(jù)鋼筋應(yīng)力狀態(tài)計算等效裂縫寬度，并采用Python腳本在ODB結(jié)果文件中創(chuàng)建裂縫場變量，實現(xiàn)在ABAQUS中使用一維單元進行快速分析，并在后處理模塊 顯示等效裂縫寬度的目標。
案例涉及的相關(guān)技術(shù)：
①ABAQUS梁單元Rebar積分點插入；
②利用Python腳本提取ABAQUS場變量數(shù)據(jù)；
③利用Python腳本創(chuàng)建ABAQUS場變量數(shù)據(jù)。
計算報告編寫采用操作引導式，希望能為讀者使用ABAUQS場變量創(chuàng)建提供有益參考。操作分析要點為：
①ABAQUSABAQUS梁單元Rebar積分點插入；
②ABAQUS場變量輸出Python腳本getSubset()函數(shù)應(yīng)用；
③ABAQUS場變量編輯Python腳本addData()()函數(shù)應(yīng)用。
二、計算任務(wù)
1.模型裝配及接觸連接
計算模型取自《混凝土結(jié)構(gòu)：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》（第六版）習題8-3。
計算模型為鋼筋混凝土屋架下弦按軸心受拉構(gòu)件，見圖2。模型只包含1個part。截面寬200mm，截面高160mm。因為案例模型較為簡單，混凝土梁采用B21單元模擬，鋼筋通過在與混凝土單元共節(jié)點建立鋼筋箱型截面單元實現(xiàn)。
展開 ABAQUS纖維混凝土細觀模型基于梁單元建模
鋼纖維混凝土（SFRC）彌補了素混凝土抗裂性的不足，為建立鋼纖維混凝土的力學本構(gòu)模型，本案例通過CAD隨機纖維3D插件建立隨機分布的纖維線模型，并將模型導入ABAQUS內(nèi)，通過梁單元纖維模型，研究細觀纖維混凝土梁在三點彎曲下的破壞特征及荷載位移曲線。
在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD隨機纖維3D V1.0插件建立隨機分布的線纖維三維模型，并將纖維及長方體試件分別導出為.iges格式文件備用。
將導出的纖維模型文件以部件的形式導入到ABAQUS內(nèi)。
對纖維及試件分別設(shè)置材料屬性，其中纖維設(shè)置為梁截面并采用圓形剖面，且對梁方向進行指派。
建立剛體加載板并與纖維混凝土細觀模型進行裝配，并設(shè)置相互作用。
對纖維混凝土并進行網(wǎng)格劃分，并將上部施加豎向位移進行加載。
創(chuàng)建并提交作業(yè)，查看結(jié)果。
導出荷載位移曲線。
展開 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(xiàn)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(shù)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(shù)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(shè)定參數(shù)時，單元將被刪除。
插件需要在提交作業(yè)的前一步進行使用，如果使用插件后對模型的其他內(nèi)容進行了更改，請在提交作業(yè)前再次使用插件進行混凝土損傷單元刪除的設(shè)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(jié)果對比。
說明提醒
該插件可在 Windows 10 和 Windows 11 系統(tǒng)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(lián)系我們以獲取許可證。
展開 Abaqus混凝土周期性邊界代表體單元插件：Random Sphere RVE 3D (Mesh) - AbyssFish ￥698
即采用周期性代表性體積單元法(Periodic Representative Volume Element，PRVE)，以代表體積單元(Representative Volume Element，RVE)或稱為表征單元體(Representative Elemental Volume, REV)微觀結(jié)構(gòu)的計算來準確地模擬和預(yù)測混凝土材料的宏觀行為。插件采用體素網(wǎng)格方式，通過背景網(wǎng)格將砂漿、骨料、ITZ劃分為三個集（Set），并對單元映射三種空材料。
插件支持設(shè)置長方體部件的長度(Length)、寬度(Width)、高度(Height)，以及在網(wǎng)格劃分中單元的尺寸(Element size)。可設(shè)置生成球體的最小粒徑(D_min)及最大粒徑(D_max)，即球體尺寸的分布范圍，球體占整個長方體試件的比例(Ratio)，界面過渡區(qū)的厚度(ITZ)，以及超時終止參數(shù)(Time)。
模型可分為砂漿基體、界面層、球體骨料三相材料。
插件生成的模型均滿足周期性分布邊界條件。
可對每個集(Set) 批量插入嵌入0厚度cohesive粘結(jié)單元（注：需要自行添加，本插件不具備此功能）。
?
說明提醒
插件可運行在Windows8、10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus6.14、Abaqus2017~2023版本。
插件需要注冊，售價為單機許可的價格，購買后請聯(lián)系微信：AbyssFish_LJR或QQ：1135122921獲取許可證。
展開 ANSYS Workbench纖維混凝土3D
在ANSYS Workbench建立三維纖維混凝土模型可采用CAD隨機幾何3D插件建模后導入，模型包含球體粗骨料、圓柱體長纖維、水泥砂漿基體等不同組分。
在CAD隨機幾何3D插件內(nèi)設(shè)置模型參數(shù)后運行，即可在AutoCAD內(nèi)建立三維纖維混凝土模型，插件支持任意多組纖維或骨料的尺寸設(shè)置，可滿足不同級配的纖維混凝土模型。
在CAD內(nèi)將模型導出為IGES格式文件，并導入到ANSYS Workbench內(nèi)。可對幾何結(jié)構(gòu)進行編輯，分圖層批量賦值材料屬性等。
在分析系統(tǒng)內(nèi)對纖維混凝土模型進行后續(xù)的模擬。
CAD隨機幾何3D插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1873573
展開 鋼筋混凝土梁三點彎曲模擬ANSYS/ls-dyna ￥5
對于鋼筋混凝土梁三點彎曲模型而言，整體模型較為簡便，可直接通過ls-prepost生成混凝土梁及鋼筋（分離式或共節(jié)點）。
主要技術(shù)參數(shù)是通過BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID來控制鋼板的強制位移來使混凝土梁充分受力，同時也需要對支撐板與梁之間的接觸進行合理設(shè)置。
其他主要關(guān)鍵字如下：
*CONTROL_TERMINATION
*DATABASE_BINARY_D3PLOT
*DATABASE_FORMAT
*DATABASE_EXTENT_BINARY
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID
*CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE
*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE
鋼筋受力云圖如下所示：
展開 ansys之——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：
......
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(shù)，剪切縮減系數(shù)不知如何取值，系數(shù)對結(jié)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(yīng)力應(yīng)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(shù)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(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)，選擇合理的材料特性是建立模型的關(guān)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 
基于ANSYS的鋼管混凝土拱橋 ￥3
基于ANSYS的鋼管混凝土拱橋
單元及材料屬性：
定義所有材料特性
et,1,beam44 !!鋼管特性
mp,ex,1,2.1e11
mp,dens,1,7800
mp,prxy,1,0.3
n,90000,0,0,30 !!參考點
et,2,beam44 !!鋼管內(nèi)50＃混凝土特性
mp,ex,2,3.5e10
mp,dens,2,2600
mp,prxy,2,0.1667
et,3,beam44 !!縱梁30＃混凝土鋼管特性
mp,ex,3,3.0e10
mp,dens,3,2600
mp,prxy,3,0.1667
et,4,beam44 !!橫梁30＃混凝土鋼管特性
mp,ex,4,3.0e10
mp,dens,4,2600
mp,prxy,4,0.1667
et,5,beam44 !!風撐特性
mp,ex,5,2.1e11
mp,dens,5,7800
mp,prxy,5,0.3
et,6,link10 !!吊桿特性（鋼絞線）
mp,ex,6,1.9e11
mp,dens,6,7800
mp,prxy,6,0.3
keyopt,6,3,0 !只拉吊桿
et,7,beam44 !!蓋梁30＃混凝土特性
mp,ex,7,3.0e10
mp,dens,7,2600
mp,prxy,7,0.1667
et,8,beam44 !!
展開 ABAQUS混凝土損傷失效單元刪除插件：Concrete Damage Element Deletion ￥398
插件介紹
AbyssFish CDED（Concrete Damage Element Deletion）插件旨在實現(xiàn)混凝土損傷塑性（Concrete Damage Plasticity, CDP）材料模型中的失效單元自動刪除功能，從而精確模擬混凝土損傷開裂行為。
該插件僅適用于“動力，顯式（Dynamic, Explicit）”分析步，且僅對混凝土損傷塑性（CDP）材料有效，不支持其他材料模型的損傷單元刪除功能。建議用戶采用EasyCDP或EasyCDP Mortar&ITZ插件以構(gòu)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(yīng)用，包括多個部件（Part）或單個部件內(nèi)不同材料的組合配置。
插件中定義的參數(shù)“Damage C”與“Damage T”分別表征混凝土單元的受壓損傷度與拉伸損傷度。當單元的損傷值超過任一預(yù)設(shè)閾值時，該單元將被自動刪除。
該插件應(yīng)在提交分析作業(yè)前的最后一步應(yīng)用。若在應(yīng)用插件后對模型進行了任何修改，需在提交作業(yè)前重新運行插件以更新混凝土損傷單元刪除的設(shè)置。
說明提醒
該插件可在 Windows 10 和 Windows 11 系統(tǒng)上運行，支持 Abaqus 2024及以上版本。低版本Abaqus CDED插件請查看：
Abaqus 2019~2023 CDED Plug-in
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(lián)系我們以獲取許可證。
展開 ansys進行混凝土的損傷計算
經(jīng)過ANSYS計算（未進行循環(huán)加載，一次性加載到最大，位移控制），結(jié)果達到預(yù)期效果，荷載位移曲線擬合度較好。
等效塑性應(yīng)變云圖
原試驗與模擬對比
試驗試件尺寸
原文提供的部分混凝土參數(shù)
總體損傷云圖
模型
ANSYS結(jié)果與試驗對比
ansys之——混凝土開裂
finish
/clear
/title, fixed - fixed concrete beam example
/prep7
et,1,65
mp,ex,1,3e7 ! steel rebar (units are pounds, inches)
mp,ex,2,1e6, ! concrete
mp,dens,2,.00025
tb,concr,2
tbdata,1,.3,.5,200,4000 ! shear coeffs, tensile and compress strength
r,1,1,.03,0,0 ! mat 1 (steel), 3 percent reinforcement in x dir
r,2,1,.01,0,0 ! mat 1 (steel), 1 percent
r,3,1,.04,0,0 ! mat 1 (steel), 4 percent
block,,100,,5,,5
block,,100,5,10,,5
block,,100,10,15,,5
!vovlap,all
NUMMRG,KP, , , ,LOW
numcmp,volu
esize,5
mat,2 ! concrete material
real,1 ! rebar
vmesh,1
real,2
vmesh,2
real,3
vmesh,3
nsel,s,loc,x
d,all,all
nsel,s,loc,x,100
d,all,all
nsel,all
fini
/solu
nsel,s,loc,y,15
sf,all,pres,100
nsel,all
OUTRES,ALL,ALL,
nsub,10
solve
展開 