混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)對(duì)其宏觀力學(xué)性能具有決定性影響。界面過渡區(qū)(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(xué)行為與耐久性。基于ANSYS軟件構(gòu)建含界面過渡區(qū)的多面體骨料密堆積3D模型,可有效表征混凝土細(xì)觀非均質(zhì)特性,精確模擬骨料形態(tài)、分布及界面行為對(duì)材料性能的影響機(jī)制。該研究為揭示混凝土損傷演化規(guī)律提供理論支撐,對(duì)優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、提升結(jié)構(gòu)耐久性具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值與工程應(yīng)用前景。
1.1. 案例概述
本案例展示了一個(gè)基于 ANSYS APDL 的超大跨鋼管混凝土拱橋有限元建模與分析過程。橋梁主跨超過 400 米,模型采用雙單元法(Double-Element Method),以簡(jiǎn)化且合理的方式模擬鋼管混凝土拱橋在彈性階段的整體受力與剛度特性。模型經(jīng)過充分驗(yàn)證,可一次性完成恒載分析并順利收斂,結(jié)果穩(wěn)定可靠,可作為工程參考和教學(xué)示例的基礎(chǔ)模型。
該案例提供了完整的可運(yùn)行文件
本案例適合哪些人學(xué)習(xí):
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么:
1、學(xué)習(xí)混凝土的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)混凝土碰撞非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)混凝土碰撞顯示動(dòng)力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)混凝土碰撞顯示動(dòng)力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹:
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS
<p>卵形戰(zhàn)斗部頭部CRH=2,殼體材料為30CrMnSiNi2A 高強(qiáng)鋼,內(nèi)部填充炸藥,設(shè)置延遲起爆時(shí)間為540us,侵爆載體參數(shù)詳見K文件。<span style="background-color: rgba(18, 18, 18, 0);">采用hypermesh與ANSYS/LSDYNA聯(lián)合仿真分析。</span></p><div contenteditable="false" width
在ANSYS Workbench建立三維纖維混凝土模型可采用CAD隨機(jī)幾何3D插件建模后導(dǎo)入,模型包含球體粗骨料、圓柱體長(zhǎng)纖維、水泥砂漿基體等不同組分。
在CAD隨機(jī)幾何3D插件內(nèi)設(shè)置模型參數(shù)后運(yùn)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(jí)配的纖維混凝土模型。
在ANSYS Workbench內(nèi)建立混凝土細(xì)觀模型進(jìn)行有限元分析是混凝土細(xì)觀研究的有效手段,混凝土細(xì)觀模型可簡(jiǎn)化為隨機(jī)投放的圓形骨料、界面過渡區(qū)(ITZ)部件以及水泥漿體等部分組成,對(duì)不同的部分賦值相應(yīng)的材料屬性,以更好的模擬混凝土相關(guān)性能。
在ANSYS Workbench內(nèi)建立隨機(jī)圓形骨料混凝土細(xì)觀模型可采用CAD隨機(jī)圓形骨料插件V2.0
混凝土細(xì)觀模型是一種用來研究混凝土材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能的分析方法。它主要關(guān)注于混凝土中不同組分(如骨料、水泥漿體等)之間的相互作用以及這些相互作用如何影響整體材料的行為。在建立這樣的模型時(shí),考慮到多邊形骨料及其與周圍基質(zhì)之間形成的界面過渡區(qū)(ITZ, Interfacial Transition Zone),對(duì)于準(zhǔn)確理解混凝土的力學(xué)性質(zhì)非常重要。
在ANSYS
在三維混凝土細(xì)觀的有限元模擬中,混凝土細(xì)觀幾何模型的建立是仿真前提,也是其難點(diǎn)。在ANSYS內(nèi)高效的建立三維幾何模型以匹配混凝土中多面體骨料的外形、分布、級(jí)配等參數(shù),是三維混凝土細(xì)觀有限元仿真模擬的關(guān)鍵。
隨機(jī)多面體骨料3D模型的建立可采用CAD隨機(jī)多面體3D插件在AutoCAD內(nèi)參數(shù)化建模后導(dǎo)入Workbench
在ANSYS Workbench內(nèi)建立隨機(jī)球體及ITZ界面層混凝土細(xì)觀模型可采用CAD隨機(jī)球體顆粒&過渡區(qū)3D插件建模后將模型導(dǎo)入。
在插件內(nèi)設(shè)置好模型參數(shù)后運(yùn)行,插件會(huì)自動(dòng)完成隨機(jī)球體、界面過渡區(qū)、基體模型的建立。插件已將不同部件分圖層進(jìn)行建模,將模型整體導(dǎo)出為IGES格式文件。
在ANSYS Workbench
對(duì)于鋼筋混凝土梁三點(diǎn)彎曲模型而言,整體模型較為簡(jiǎn)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(diǎn))。
主要技術(shù)參數(shù)是通過BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID來控制鋼板的強(qiáng)制位移來使混凝土梁充分受力,同時(shí)也需要對(duì)支撐板與梁之間的接觸進(jìn)行合理設(shè)置。
其他主要關(guān)鍵字如下:
*CONTROL_TERMINATION