ansys模擬高強混凝土的案例
ansys模擬鋼管混凝土
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ttt_ttt所說的：
直接輸入由試驗得出的單向素混凝土模型，因為所謂的三向應力應變模型是在單向基礎上產生的，給出雙向應力狀態和單向應力狀態情況下的比值
那輸入應力應變關系時是直接用單向應力應變關系？還是輸入考慮三向應力狀態后（更改參數后）所計算的應力應變關系？
ansys中可否按書上所列的輸入完整的三向應力應變關系，而不是僅僅一條應力應變曲線？如何輸入啊？
也看到有人說，定義tb,concr后，定義tb,mkin,輸入混凝土的應力應變關系曲線，這樣也就將屈服準則、流動法則、硬化法則等確定了。這樣計算是否合理？輸入的單軸應力應變可否？
望各位大俠不吝指教
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1、鋼管對混凝土的約束效應，根本不能由彈簧單元反映出來。
因為，受到約束后的混凝土相當于一種特殊的混凝土，可以稱為“約束混凝土”，而對于約束混凝土，必須首先研究其本身的本構關系，即應力-應變發展關系，同時需要研究它的屈服準則、后繼屈服準則以及破壞準則，這就需要有新的材料模型，“約束混凝土”與普通混凝土的本構關系有區別，在過鎮海《鋼筋混凝土原理》一書中，專門介紹過約束混凝土的本構關系KENT-PARK模型。在韓林海老師一書中也有介紹。
2、彈簧的模擬只是可以將鋼管對混凝土的約束作用進行傳遞。
混凝土的受約束后的性能有了，但是它受到鋼管的約束這樣產生，主要是通過彈簧單元或其他界面單元來實現，實現的準確有否，關鍵在于彈簧的f-d曲線來定義，可以用combination39來模擬。
3、混凝土的材料本構的定義
（1）、D-P材料，可以反映混凝土的拉壓強度不同，但是不能反映開裂。至于三個參數的取值，可以參考ANSYS中文手冊的高級手冊。
（2）、CONCRETE材料的定義。
單調加載分析本人建議：
（A）、受約束混凝土的應力-應變關系：非線彈性材料曲線。
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（分離式或共節點）。
主要技術參數是通過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置。
其他主要關鍵字如下：
*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 不同軸壓比對配置HRB500高強鋼筋混凝土并筋柱承載力的影響
不同軸壓比對配置HRB500高強鋼筋混凝土并筋柱承載力的影響
一、前言
近年來，在工程實踐中，常常為減少結構自重而將構件截面尺寸盡量減小，例如地鐵車站框架梁、框架柱的結構設計。此種情況常常出現構件截面鋼筋排列密集，難以滿足我國規范對鋼筋的間距要求。傳統的解決方案是多排布置以及加大鋼筋直徑，但采用該類方法一方面會影響構件的承載能力，同時還會增加施工難度，另外一方面粗直徑鋼筋還會造成材料的一定浪費。現行的主要解決方式為配置并筋，我國混凝土結構設計規范中，也新增了鋼筋并筋的配置形式。
為充分探討采用并筋形式對混凝土結構構件的承載力影響，本次在前人實驗的基礎上，采用ANSYS軟件對比分析了不同軸壓比下三種配筋形式（單筋、雙筋、三并筋）對鋼筋混凝土柱承載力的影響。
二、實驗概況
本次實驗為了更好的模擬實際情況下并筋柱的受力情況，試件長度取框架柱的反彎點處。模型混凝土等級為C30混凝土，縱向受力鋼筋為HRB500，橫向箍筋采用HPB300。試件外形尺寸以及設計參數如下：
構件材料信息如下：
三、有限元模型建模要點
本次有限元建模要點如下：
1、 混凝土采用實體單元Solid65 模擬，本構模型依據我國混凝土結構設計規范采用多線性隨動強化模型BISO。
2、 鋼筋采用link8單元模擬，鋼筋本構采用多線性等向強化模型
3、 基礎建模采用整體式建模，單元尺寸控制在30~50之間，劃分單元后基礎配筋模型如下圖所示。
4、 柱子采用分離式建模，鋼筋通過節點建立單元，單元尺寸為50，并筋通過同節點建立同樣單元來近似考慮。單筋情況下的鋼筋模型如下所示。
整體有限元模型如下所示：
5、混凝土與鋼筋之間的滑移根據實測數值采用combin39單元模擬。
展開 ANSYS/LS-DYNA巖石、混凝土準靜態壓縮模擬 ￥10
ANSYS/LS-DYNA巖石、混凝土準靜態壓縮模擬
分享混凝土填充墻案例-非線性彈簧模擬混凝土與砌塊間接觸力
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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建是進行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內構建混凝土細觀模型是分析的前提。現階段在ANSYS內進行隨機混凝土模型構建的主流方法是通過APDL命令流等形式，這要求研究者應具有一定的程序設計能力。
為了方便快捷的構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，實現無編程構建混凝土隨機骨料。
模型構建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機球體顆粒插件在AutoCAD內構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，在幾何內進行導入預先保存的.sat文件：
后續進行網格劃分等操作，在ANSYS Workbench內進行即可：
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 ANSYS/LS-DYNA三相細觀骨料混凝土SHPB沖擊壓縮模擬
關于SHPB數值模擬的研究已較為深入，模擬優勢主要在于可通過修正參數使模擬結果與實際一致，以此為基礎對材料的動態破壞過程及更為復雜的工況進行模擬研究，主要研究對象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過LS-DYNA中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來模擬上述材料在中高、高應變率荷載作用下裂紋擴展及損傷規律，試件往往采用的是均質模型。
近年來，關于非均質模型的研究已取得一些進展：
1.《Study of concrete damage mechanism under hydrostatic pressure by numerical simulations》一文中建立了考慮骨料、砂漿的兩相混凝土模型，并采用“背景投影法（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
2.《3D mesoscopic investigation of the specimen aspect-ratio effect on the compressive behavior of coral aggregate concrete》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（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
3.《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（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
相比均質有限元模型，非均質有限元模型的仿真結果可信度更高，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，可用于靜態力學試驗、動態力學試驗、爆破領域、建筑結構領域等。
展開 《原創》ANSYS/ls-dyna考慮骨料、砂漿、ITZ細觀混凝土模型動態劈裂數值模擬 ￥100
關于SHPB數值模擬的研究已較為深入，模擬優勢主要在于可通過修正參數使模擬結果與實際一致，以此為基礎對材料的動態破壞過程及更為復雜的工況進行模擬研究，主要研究對象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過LS-DYNA中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來模擬上述材料在中高、高應變率荷載作用下裂紋擴展及損傷規律，試件往往采用的是均質模型。
近年來，關于非均質模型的研究已取得一些進展：
1.《Study of concrete damage mechanism under hydrostatic pressure by numerical simulations》一文中建立了考慮骨料、砂漿的兩相混凝土模型，并采用“背景投影法（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
2.《3D mesoscopic investigation of the specimen aspect-ratio effect on the compressive behavior of coral aggregate concrete》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（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
3.《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（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
相比均質有限元模型，非均質有限元模型的仿真結果可信度更高，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，可用于靜態力學試驗、動態力學試驗、爆破領域、建筑結構領域等。
展開 UHPC加固混凝土XFEM三點彎模擬 ￥49.99
1、 引言
超高性能混凝土（UHPC）以其優異的力學性能和耐久性，在混凝土結構加固領域展現出巨大潛力。三點彎試驗是評估加固結構抗彎性能的重要手段。擴展有限元法（XFEM）能有效模擬裂縫的萌生與擴展，無需對網格進行復雜的重劃分。Abaqus 軟件作為強大的有限元分析工具，為我們模擬 UHPC 加固混凝土三點彎試驗提供了理想平臺。本模擬旨在深入探究 UHPC 加固混凝土梁在三點彎加載下的力學響應和裂縫擴展規律。
2、 模型建立
（1） 幾何模型
根據實際試驗情況，建立混凝土梁和 UHPC 加固層的幾何模型。混凝土梁尺寸為長度 1000 mm、寬度120 mm、高度 200 mm，UHPC 加固層厚度為 10 mm，裂紋長度為80mm。在 Abaqus 的 Part 模塊中分別創建梁和加固層的三維實體部件。（先構建草圖再建立模型可以節約裝配時間）
圖1混凝土尺寸參數
來源：胡少偉,魯文妍.基于XFEM的混凝土三點彎曲梁開裂數值模擬研究[J].華北水利水電大學學報(自然科學版),2014,35(04):48-51.
圖1 模型尺寸圖
（2） 材料屬性定義
混凝土：采用混凝土MAXPS損傷，具體參數如圖1所示。
UHPC：同樣采用MAXPS損傷，其彈性模量較高，設為 42.5 GPa，泊松比為 [0.2]。抗拉強度設為8.1MPA，斷裂能設為781 N/M。
（3） 裝配
將裂紋、墊塊、混凝土梁和 UHPC 加固層在 Assembly 模塊中進行裝配，確保它們的位置和相對關系與實際情況一致。
圖2 模型裝配圖
4、 模擬結果分析
通過 Abaqus 軟件模擬 UHPC 加固混凝土三點彎試驗，利用 XFEM 技術成功模擬了裂縫的擴展過程。模擬結果與實際試驗結果的對比驗證了模型的有效性。
展開 ANSYS WORKBENCH鋼筋混凝土立柱偏心受壓模擬（文末附模型文件）
Solid65+Link單元，采用CEINTF方程耦合鋼筋與混凝土節點，可應用于任何類型的鋼筋混凝土元件，包括鋼筋混凝土柱。
唯一的例外是，由于約束方程的限制，該方法不適合涉及非常大變形的問題。例如，預測非常細長的柱的非線性屈曲強度。非常細長的柱的撓度（在本例中為橫向撓度）在其最大強度下可能非常高。此方法中的荷載-撓度曲線，在載荷開始時撓度較小時仍然是準確的，但當（橫向）撓度變高時可能會顯著偏離實驗室結果。
在現實生活中的鋼筋混凝土問題中，高撓度區域（此方法）的不準確性可以被認為是無關緊要的。因為在細長柱的橫向撓度變大之前很久，使用極限狀態就將主導設計。
因此，只要結構設計師根據實踐規范遵循極限狀態和使用極限狀態，該工作流程仍然適用于現實結構問題中的細長柱。然而，如果目標是在實驗室中準確預測非常細長的柱的載荷-撓度曲線，則約束方程不適用于這種情況。相反，使用傳統的節點合并將混凝土和鋼筋連接在一起，這需要更長的時間來準備有限元模型。
后臺回復關鍵詞，獲取模型文件：ANSYS WORKBENCH鋼筋混凝土立柱偏心受壓模擬
視頻網址：https://www.bilibili.com/video/BV1xc411x785/?vd_source=e17686e9196d8cab671e3cabcd549dd6
展開 基于ANSYS/LS-DYNA巖石、混凝土材料SHPB沖擊壓縮模擬資料總結（適用于初學者）
早期基于ANSYS/LS-DYNA學習，對SHPB仿真包含的過程及軟件操作進行記錄的學習文件，供大家參考學習。
SHPB沖擊壓縮模擬專題筆記整理.pdf
1 實驗裝置基本信息 2
2動態模擬 2
2.1 單軸沖擊壓縮模擬 2
2.2 關鍵字設置 4
3 ANSYS界面 6
3.1 頁面介紹 6
3.1.1主頁面 6
3.1.2 主菜單詳情介紹 8
4 LS-PrePost界面 11
4.1主頁面 11
4.2選項卡 13
4.2.1 選項卡1：后處理工具 13
4.2.2 選項卡2：預處理和后處理 19
4.2.3 選項卡3、4：關鍵字文件編輯 20
4.2.4 選項卡5：預處理工具 22
4.2.5 選項卡7：預處理工具 25
4.2.6 選項卡8：實體顯示界面 26
4.2.7 常用操作界面 26
4.3 新版界面（F11切換） 28
5 常用信息及操作 31
5.1 HJC模型 31
5.1.1參數意義 31
5.1.2 不同強度混凝土HJC模型參考 32
5.2 RHT模型 32
5.3 關鍵字*MAT_ADD_EROSION 33
5.4單位制 34
5.5 截圖 34
5.5.1 ANSYS LS-DYNA 34
5.5.2 LS-PrePost 34
5.6 常用云圖所選取的觀察方式（Fcomp） 35
5.7 半正弦波的生成和加載步驟 36
5.7.1 半正弦波的生成 36
6 常用公式 38
6.1 SHPB實驗 38
展開 
ABAQUS中定義混凝土的塑性損傷本構、鋼筋和混凝土之間的粘接滑移，模擬拉拔鋼筋時受拉短柱的應力分布 ￥50
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方鋼管混凝土短柱軸壓性能模擬 ￥9.99
1、 引言
方鋼管混凝土結構憑借鋼管對混凝土的約束作用，使構件的承載力與延性得到顯著提升，在高層建筑與橋梁工程中應用廣泛。該結構在軸壓荷載下，鋼管與混凝土協同工作，其受力機理與傳統鋼筋混凝土柱存在明顯差異。本案例圍繞方鋼管混凝土短柱的軸壓性能展開建模復現，借助 ABAQUS 有限元分析軟件對其軸壓受力性能進行數值模擬。本次復現主要聚焦于建模過程教學，不涉及參數優化內容。
2、 幾何模型與材料參數
（1） 模型構建：
本案例采用減縮積分三維實體單元 C3D8R 模擬方鋼管混凝土短柱的混凝土和鋼管部分。混凝土六面體網格邊長為 20mm，鋼管網格邊長為 20mm。這樣的網格尺寸能夠在保證計算精度的同時，避免因網格尺寸過大導致模型不收斂，或尺寸過小使計算速度明顯減慢的問題，可較好地模擬實際試件的受力性能。方鋼管混凝土短柱數值模擬幾何模型如下所示：
圖1混凝土模型
圖2鋼管模型
圖3壓板模型
圖4方鋼管混凝土短柱裝配模型
（2） 材料屬性：
混凝土材料采用 ABAQUS 中的塑性損傷模型，鋼管采用隨動強化彈塑性模型。普通混凝土單軸應力 - 應變關系遵循《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010），方鋼管采用屈服強度560MPa級熱軋重型H型鋼，其應力 - 應變關系依據《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）確定。
3、 分析步設置
分析類型設定為靜力 - 通用分析步，設定分析時間長度為 ，同時啟用幾何非線性以考慮結構的大變形效應。
展開 混凝土中鋼筋的電化學腐蝕模擬 ￥1000
混凝土中鋼筋的腐蝕是指鋼筋與混凝土中的水和氧氣反應，導致鋼筋表面產生氧化物，進而引發鋼筋的腐蝕和破壞。混凝土中的水和氧氣是腐蝕的主要因素之一。當水滲入混凝土中的微縫隙和孔隙時，可以與鋼筋表面的氧氣反應，形成氧化物。這個過程是一個電化學過程，涉及到陰極和陽極反應。鋼筋在環境中處于陰極的區域，而氧氣反應位于陽極的區域。在這種電化學反應中，鋼筋表面上的氧化物會導致鋼筋的腐蝕和銹蝕。
本案例建立了一鋼筋混凝土結構簡化模型，基于COMSOL軟件中的三次電流分布模塊和固體力學模塊，仿真模擬得到了鋼筋氧化腐蝕過程中的電化學場、鋼筋的腐蝕層厚度以及破壞區域變化，仿真結果如圖所示：
電化學場
腐蝕層厚度
腐蝕破壞區域
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
展開 隨機混凝土缺陷模擬
comsol材料表面隨機凹坑，隨機缺陷，建模工具，用于模擬混凝土類材料表面的凹坑缺陷，如混凝土梁柱，復合材料梁柱等。用于研究表面腐蝕，表面缺陷等。凹坑位置及尺寸是隨機生成的。 最多可以設置三種不同程度的缺陷半徑分布范圍，比如0.1-0.5mm，0.6-1mm，1.2-3mm。
