ansys 混凝土模型的案例
ANSYS混凝土三維隨機(jī)骨料 混凝土細(xì)觀 隨機(jī)球體 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料建模
研究進(jìn)展
通過(guò)ANSYS進(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的構(gòu)建是進(jìn)行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內(nèi)構(gòu)建混凝土細(xì)觀模型是分析的前提。現(xiàn)階段在ANSYS內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)混凝土模型構(gòu)建的主流方法是通過(guò)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(jì)能力。
為了方便快捷的構(gòu)建出混凝土細(xì)觀幾何模型，這里提出另一種建模方案，通過(guò)AutoCAD模型導(dǎo)入的方式，實(shí)現(xiàn)無(wú)編程構(gòu)建混凝土隨機(jī)骨料。
模型構(gòu)建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機(jī)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(jī)分布的不相交的球體顆粒，同時(shí)生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長(zhǎng)方體基體。同時(shí)對(duì)顆粒的粒徑大小、比例等都能進(jìn)行控制。
將生成的三維球體幾何模型導(dǎo)出為.sat格式文件備用。
2、ANSYS Workbench 導(dǎo)入
打開(kāi)ANSYS Workbench，在幾何內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)入預(yù)先保存的.sat文件：
后續(xù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分等操作，在ANSYS Workbench內(nèi)進(jìn)行即可：
插件下載
建模用到的CAD插件下載：
CAD隨機(jī)球體顆粒插件
展開(kāi) 三維隨機(jī)纖維-球體骨料細(xì)觀混凝土模型/細(xì)觀混凝土/纖維混凝土 ￥369
在前面的視頻中已經(jīng)有了三維隨機(jī)球體骨料的細(xì)觀模型建立方法和靜力抗壓仿真分析的方法（課程封面如圖）。
簡(jiǎn)單三維球體細(xì)觀模型的課程已更新一年半有余，后臺(tái)私信和留言中有不少同學(xué)咨詢“怎么添加纖維/有沒(méi)有纖維混凝土的模型”，由于之前一直在忙著干其他的事情，最近心血來(lái)潮，那么今天就寫(xiě)了這個(gè)帖子，分享自己關(guān)于在三維細(xì)觀混凝土模型中添加纖維的一些思路和腳本建立方法。
三維隨機(jī)纖維-球體骨料細(xì)觀混凝土模型——四相（砂漿、骨料、ITZ和纖維）組分的復(fù)合混凝土模型組成效果和仿真效果如下。
在前邊的三維隨機(jī)球體模型中，投放骨料的思路十分簡(jiǎn)單，只需要使用python代碼隨機(jī)生成一個(gè)球體特征數(shù)據(jù)，再與已存儲(chǔ)的球體數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷（判斷球心距與兩球體半徑之和）即可。若球心距大于半徑之和則存儲(chǔ)在骨料數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行下一個(gè)球體的生成與判斷；若小于，則不存儲(chǔ)，進(jìn)行下一個(gè)球體的生成判斷。最后使用python與abaqus之間的接口，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形即可。
把這個(gè)思路放到纖維與骨料之間的判斷中來(lái)，似乎也能進(jìn)行相應(yīng)的判斷。只需要生成隨機(jī)的纖維，用纖維端點(diǎn)坐標(biāo)與骨料球心坐標(biāo)，計(jì)算出球心到直線的距離就可以了，如下圖所示。
使用點(diǎn)到直線的距離公式判斷球體與纖維的相交，這樣看著好像沒(méi)啥問(wèn)題，但其實(shí)纖維能在混凝土中分布的區(qū)域已經(jīng)大大縮小了。如下圖所示，當(dāng)纖維的方向指向骨料時(shí)，雖然纖維與骨料并沒(méi)有相交，但簡(jiǎn)單地使用點(diǎn)到直線的距離公式，會(huì)被判斷為相交狀態(tài)，這根纖維就將被認(rèn)為不能放在混凝土中。
展開(kāi) 【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(guān)下載，
【簡(jiǎn)介】
為簡(jiǎn)便鋼筋混凝土構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)的本構(gòu)模型設(shè)置，本期給大家推薦一款A(yù)baqus混凝土CDP模型插件，供大家應(yīng)用參考。這個(gè)插件無(wú)需繁瑣的Excel操作，僅需選擇混凝土等級(jí)即可在Abaqus前處理界面一鍵生成混凝土CDP本構(gòu)曲線，且可任意調(diào)整本構(gòu)曲線長(zhǎng)度，并可對(duì)極限強(qiáng)度進(jìn)行修正，且適用于不同的力、位移單位，可用于各類(lèi)混凝土構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的精細(xì)化分析。
對(duì)于鋼筋混凝土構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)而言，正確合理的本構(gòu)模型是對(duì)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性分析的關(guān)鍵。ABAQUS提供三種混凝土本構(gòu)關(guān)系模型，分別為脆性開(kāi)裂模型、彌散開(kāi)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(guò)將各向同性下?lián)p傷彈性與拉伸和壓縮塑性相結(jié)合的方式來(lái)對(duì)混凝土的非彈性行為進(jìn)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(shí)考慮了由于拉、壓塑性應(yīng)變導(dǎo)致的彈性剛度的退化以及循環(huán)荷載作用下剛度的恢復(fù)，具有較好的收斂性。有關(guān)CDP模型的介紹及應(yīng)用可見(jiàn)推文：
【JY】淺談混凝土損傷模型及Abaqus中CDP的應(yīng)用
【程序可解決的問(wèn)題】
采用ABAQUS模擬梁柱節(jié)點(diǎn)時(shí)，ABAQUS中CDP模型損傷系數(shù)計(jì)算到0.9和損傷系數(shù)計(jì)算到0.99所得的滯回曲線相差甚大，筆者建立了現(xiàn)澆梁柱節(jié)點(diǎn)模型對(duì)此進(jìn)行了驗(yàn)證。
CDP模型本構(gòu)曲線末尾段的選取，對(duì)滯回曲線下降段的影響較大。
展開(kāi) 輕骨料混凝土/泡沫混凝土CDP模型-Excel ￥8.88
<p>本內(nèi)容基于丁發(fā)興開(kāi)的輕骨料混凝土或者泡沫混凝土模型所制作的Excel，可用于將其輸入直接到ABAQUS中，用于建立輕骨料混凝土或者泡沫混凝土模型，具體如下：</p><p><br></p><p><strong>模型介紹：</strong></p><p>本模型基于“丁發(fā)興”所開(kāi)發(fā)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系模型，在附件中。給予了論文pdf文件</p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202504/attachment/352077717ebc46b4b2495692cbf7c8f6.png" style="display: inline-block;">
<img src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/352077717ebc46b4b2495692cbf7c8f6.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/352077717ebc46b4b2495692cbf7c8f6.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/352077717ebc46b4b2495692cbf7c8f6.png?
展開(kāi) 
ABAQUS網(wǎng)格大小對(duì)混凝土本構(gòu)模型影響的案例分析 附Abaqus混凝土材料模型解讀與參數(shù)設(shè)置 V2
不知道大家在做混凝土的有限元模擬時(shí)有沒(méi)有想過(guò)一個(gè)問(wèn)題，我們輸入的混凝土本構(gòu)和模型表現(xiàn)出來(lái)的本構(gòu)是一樣的嗎？網(wǎng)格大小又對(duì)模型表現(xiàn)出來(lái)的本構(gòu)有怎樣的影響呢？
本文就以ABAQUS模擬棱柱體混凝土試塊為例，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C110，棱柱體尺寸為100mm*100mm*300mm。（就是我們平常做高強(qiáng)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度試塊的尺寸）
模擬數(shù)據(jù)
本文采用受壓本構(gòu)數(shù)據(jù)如下：
本文采用受拉本構(gòu)數(shù)據(jù)如下：
模擬時(shí)網(wǎng)格分別設(shè)為10mm、30mm、50mm和90mm。
加載方式采用在參考點(diǎn)處施加位移的方式，設(shè)置參考點(diǎn)與棱柱體頂面耦合。
邊界條件設(shè)置為與實(shí)際試塊加載的約束條件相同。
模擬結(jié)果
模擬得到的力和位移數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理，可以得到應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系曲線，如下圖。
從模擬結(jié)果來(lái)看，網(wǎng)格大小確實(shí)對(duì)混凝土本構(gòu)有影響。
1，整體趨勢(shì)來(lái)看，網(wǎng)格越小，混凝土模型表現(xiàn)出的抗壓強(qiáng)度越大，峰值應(yīng)變?cè)叫。_(dá)到峰值后承載力下降越快，相當(dāng)于混凝土越脆。
2，網(wǎng)格10mm和網(wǎng)格30mm的本構(gòu)基本完全相同，但10mm網(wǎng)格的計(jì)算時(shí)間是30mm的8倍。因此采用10mm的網(wǎng)格不太經(jīng)濟(jì)。
3，網(wǎng)格10mm和網(wǎng)格30mm的本構(gòu)峰值強(qiáng)度比原始本構(gòu)下降6.6%，網(wǎng)格50mm的下降了10.5%，網(wǎng)格90mm的下降了11.7%。下降幅度倒是差別不大。
所以網(wǎng)格的大小確實(shí)會(huì)影響模型的響應(yīng)，導(dǎo)致其表現(xiàn)出的本構(gòu)與實(shí)際不同。
下載地址：Abaqus混凝土材料模型解讀與參數(shù)設(shè)置 V2
展開(kāi) ABAQUS混凝土損傷塑性模型-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計(jì)算及EXCEL
這是我自己計(jì)算的2010規(guī)范中ABAQUS混凝土損傷塑性模型-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計(jì)算及EXCEL
首先用自己的數(shù)據(jù)計(jì)算2010規(guī)范中規(guī)定的混凝土本構(gòu)關(guān)系
然后借助文件夾中02版規(guī)范的方法，計(jì)算損傷因子。
以后還會(huì)有詳細(xì)計(jì)算方法，此數(shù)據(jù)僅供參考。
2010規(guī)范用C50混凝土損傷塑性本構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)-彈模34400MPa-帶損傷因子-自己數(shù)據(jù)計(jì)算得出.rar
ANSYS 有限元模型 鋼結(jié)構(gòu)混凝土橋梁 ￥39
本模型為ansys15.0鋼結(jié)構(gòu)混凝土橋梁，模型沒(méi)有問(wèn)題可以計(jì)算，附件包含完整的db文件。演示的結(jié)果為加了重力的計(jì)算結(jié)果，可以根據(jù)需求改變約束和荷載進(jìn)行計(jì)算。
ANSYS Workbench隨機(jī)圓形骨料ITZ細(xì)觀混凝土模型
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(guò)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實(shí)現(xiàn)，在插件內(nèi)設(shè)置模型參數(shù)，運(yùn)行即可自動(dòng)在Auto CAD內(nèi)完成模型草圖繪制。插件可支持設(shè)置骨料粒徑滿足截?cái)嗾龖B(tài)分布等分布模式，可控制骨料比例、間距，以滿足不同的級(jí)配要求，以及設(shè)定界面過(guò)渡區(qū)有無(wú)及厚度。
在CAD內(nèi)將骨料、砂漿、過(guò)渡區(qū)分圖層后分別建立獨(dú)立的二維部件，并導(dǎo)出為IGES格式文件。
打開(kāi)Workbench選擇相應(yīng)的分析系統(tǒng)，將分析類(lèi)型設(shè)置為2D，導(dǎo)入保存的模型并在SpaceClaim內(nèi)對(duì)不同的部件賦值相應(yīng)的材料。
打開(kāi)模型，可在ANSYS內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步分析求解。
CAD隨機(jī)圓形骨料插件 V2.0
https://www.yqgqt.org.cn/post/1851750
展開(kāi) 約束混凝土cdp塑性損傷本構(gòu)，mander混凝土本構(gòu)模型 ￥10
約束混凝土本構(gòu)，mander混凝土本構(gòu)，自己做的箍筋約束方柱和圓柱本構(gòu)模型，表格只要輸入相關(guān)參數(shù)，自動(dòng)生成ABAQUS塑性損傷本構(gòu)關(guān)系。
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(jié)點(diǎn)，可應(yīng)用于任何類(lèi)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(wèn)題。例如，預(yù)測(cè)非常細(xì)長(zhǎng)的柱的非線性屈曲強(qiáng)度。非常細(xì)長(zhǎng)的柱的撓度（在本例中為橫向撓度）在其最大強(qiáng)度下可能非常高。此方法中的荷載-撓度曲線，在載荷開(kāi)始時(shí)撓度較小時(shí)仍然是準(zhǔn)確的，但當(dāng)（橫向）撓度變高時(shí)可能會(huì)顯著偏離實(shí)驗(yàn)室結(jié)果。
在現(xiàn)實(shí)生活中的鋼筋混凝土問(wèn)題中，高撓度區(qū)域（此方法）的不準(zhǔn)確性可以被認(rèn)為是無(wú)關(guān)緊要的。因?yàn)樵诩?xì)長(zhǎng)柱的橫向撓度變大之前很久，使用極限狀態(tài)就將主導(dǎo)設(shè)計(jì)。
因此，只要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師根據(jù)實(shí)踐規(guī)范遵循極限狀態(tài)和使用極限狀態(tài)，該工作流程仍然適用于現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)問(wèn)題中的細(xì)長(zhǎng)柱。然而，如果目標(biāo)是在實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)確預(yù)測(cè)非常細(xì)長(zhǎng)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(tǒng)的節(jié)點(diǎn)合并將混凝土和鋼筋連接在一起，這需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)準(zhǔn)備有限元模型。
后臺(tái)回復(fù)關(guān)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(wǎng)址：https://www.bilibili.com/video/BV1xc411x785/?vd_source=e17686e9196d8cab671e3cabcd549dd6
展開(kāi) ANSYS\ABAQUS纖維混凝土細(xì)觀骨料模型建立及網(wǎng)格劃分 ￥1.1
</p><p class="ql-align-justify">關(guān)于SHPB數(shù)值模擬的研究已較為深入，模擬優(yōu)勢(shì)主要在于可通過(guò)修正參數(shù)使模擬結(jié)果與實(shí)際一致，以此為基礎(chǔ)對(duì)材料的動(dòng)態(tài)破壞過(guò)程及更為復(fù)雜的工況進(jìn)行模擬研究，主要研究對(duì)象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過(guò)<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2977" rel="noopener noreferrer" target="_blank">LS-DYNA</a>中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來(lái)模擬上述材料在中高、高應(yīng)變率荷載作用下裂紋擴(kuò)展及損傷規(guī)律，試件往往采用的是均質(zhì)模型。</p><p class="ql-align-justify">近年來(lái)，關(guān)于非均質(zhì)模型的研究已取得一些進(jìn)展：</p><p class="ql-align-justify">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(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">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(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">3.
展開(kāi) 
ANSYS Workbench多邊形骨料及界面過(guò)渡區(qū)混凝土細(xì)觀模型
混凝土細(xì)觀模型是一種用來(lái)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?chē)|(zhì)之間形成的界面過(guò)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 Workbench內(nèi)建立多邊形骨料、界面過(guò)渡區(qū)、及水泥漿體在內(nèi)的三相材料混凝土細(xì)觀模型，可研究混凝土的微觀損傷引起宏觀破壞的機(jī)理。
混凝土細(xì)觀模型采用CAD隨機(jī)多邊形插件建模后導(dǎo)入ANSYS內(nèi)。在插件內(nèi)設(shè)置模型參數(shù)后運(yùn)行插件在AutoCAD內(nèi)完成混凝土細(xì)觀模型的建立。
在CAD內(nèi)對(duì)骨料、界面過(guò)渡區(qū)、水泥砂漿分別建立面域部件，并使得每部分單獨(dú)占據(jù)一個(gè)圖層。
將模型整體導(dǎo)出為iges格式后，即可導(dǎo)入到Workbench內(nèi)，并可在SpaceClaim內(nèi)對(duì)每個(gè)圖層部件分別指派材料屬性。
可對(duì)細(xì)觀混凝土模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分及后續(xù)的模擬分析。
CAD隨機(jī)多邊形顆粒
https://www.yqgqt.org.cn/post/1787116
展開(kāi) 基于Workbench的鋼筋混凝土模型_ANSYS Workbench19.2版本 ￥30
對(duì)于基于Workbench的鋼筋混凝土模型，Workbench里主要是通過(guò)切割法進(jìn)行鋼筋與混凝土共節(jié)點(diǎn)的，如果鋼筋模型比較復(fù)雜時(shí)，通過(guò)切割就不能很好的實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)ceintf和壓縮節(jié)點(diǎn)的方法實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜下的。混凝土采用65號(hào)單元，鋼筋采用beam188單元。
混凝土材料利用30MPa的材料。
幾何模型
鋼筋模型
計(jì)算的鋼筋混凝土模態(tài)
靜力分析結(jié)果
附件包括一個(gè)word和一個(gè)19.2的模型文件，提交計(jì)算即可
ANSYS 鋼結(jié)構(gòu) 混凝土 懸索橋4 有限元 模型 ￥99
本模型為ansys15.0鋼結(jié)構(gòu)橋梁，模型沒(méi)有問(wèn)題可以計(jì)算，附件包含完整的db文件及命令流。演示的結(jié)果為加了重力的計(jì)算結(jié)果，可以根據(jù)需求改變約束和荷載進(jìn)行計(jì)算。
ANSYS混凝土細(xì)觀3D模型-含界面過(guò)渡區(qū)的多面體骨料密堆積
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(guò)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(guò)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。
三維混凝土細(xì)觀模型基于CAD多面體&過(guò)渡區(qū)密堆積3D插件構(gòu)建，其中不同粒徑分組的骨料及界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）均按圖層分組設(shè)置，同一模型中可批量配置七種不同材料相。
通過(guò)AutoCAD軟件將骨料、ITZ及水泥砂漿部件分別導(dǎo)出為IGES格式文件后，再以部件形式導(dǎo)入ANSYS，通過(guò) Design Modeler導(dǎo)入外部幾何結(jié)構(gòu)文件建立混凝土細(xì)觀有限元三維模型。
分析系統(tǒng)選擇顯示動(dòng)力學(xué)，在模型中將建立的混凝土細(xì)觀幾何模型打開(kāi)。
分別設(shè)置骨料、界面過(guò)渡區(qū)、水泥砂漿的材料屬性并完成網(wǎng)格劃分，根據(jù)研究?jī)?nèi)容進(jìn)行后續(xù)的求解分析。
展開(kāi) 