ABAQUS塑性損傷的案例
ABAQUS混凝土損傷塑性模型損傷因子對本構(gòu)關(guān)系影響 附c40~c45混凝土損傷因子ABAQUS輸入
但是ABAQUS塑性損傷模型除了能模擬單調(diào)加載的混凝土行為外，更重要的功能就是模擬循環(huán)、動態(tài)荷載下的混凝土反應(yīng)，在結(jié)構(gòu)的抗震性能分析能起到很好的作用。
在動荷載作用下，混凝土在受力過程中拉伸和壓縮都會產(chǎn)生損傷造成的裂縫開展，從而導(dǎo)致材料剛度退化。CDP 模型就假定混凝土材料主要因為拉伸開裂和壓縮破碎而破壞，拉伸和壓縮采用不同的損傷因子來描述這種剛度退化，詳見圖 1、圖 2。
圖中E0是材料初始未受損的彈性剛度。損傷變量dc和dt分別為壓縮和拉伸條件下的損傷因子，表示彈性剛度的退化。損傷后的彈性模量為（1-dc）E0，或（1-dt）E0。損傷因子dc或dt=0時表示沒有損傷，dc或dt=1時表示材料失去強度。
那么混凝土的塑性損傷本構(gòu)模型中的損傷因子到底對混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有什么影響呢？讓我們采用100mm*100mm*300mm的混凝土棱柱體模型來做個測試看一下。
依然采用C110級混凝土的本構(gòu)關(guān)系，混凝土的屈服應(yīng)力和非彈性應(yīng)變表格如下。子選項中損傷參數(shù)和非彈性應(yīng)變關(guān)系的表格也在圖中給出。
但是注意上圖中紅色框部分默認(rèn)是不填的，即下圖中的混凝土壓縮損傷——拉伸恢復(fù)因子wt，混凝土拉伸損傷——壓縮復(fù)原因子wc，默認(rèn)是不填的。
因為CDP模型假定混凝土從拉伸到壓縮時裂縫會閉合，剛度會恢復(fù)；從壓縮到拉伸時裂縫仍然存在，剛度不會恢復(fù)。因此在ABAQUS中不填的話默認(rèn)wt(拉伸剛度恢復(fù)因子)=0，wc(壓縮剛性恢復(fù)因子)=1.
下圖為損傷因子和剛度恢復(fù)因子在混凝土載荷循環(huán)中對混凝土本構(gòu)模型的影響。
展開 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)，自動生成ABAQUS塑性損傷本構(gòu)關(guān)系。
abaqus混凝土塑性損傷（CDP）細(xì)觀模型
abaqus混凝土塑性損傷細(xì)觀模型-基于隨機骨料建模
ABAQUS系列講座——混凝土塑性損傷模型
【視頻地址】
ABAQUS混凝土塑性損傷模型-視頻課程
【PPT預(yù)覽】
ABAQUS UMAT - 混凝土塑性損傷模型的實現(xiàn) ￥1500
混凝土塑性損傷模型在工程上應(yīng)用較為廣泛，同類型的本構(gòu)模型多內(nèi)置于各類仿真軟件中，供用戶模擬混凝土結(jié)構(gòu)的破壞和受力情況。本文根據(jù)Peter Grassl 和 Milan Jira′sek 2006年的文章《Damage-plastic model for concrete failure》進行本構(gòu)模型代碼復(fù)現(xiàn)，并對文中的模型進行了一些簡化。
UMAT代碼和INPUT文件見付費內(nèi)容
ABAQUS UMAT-混凝土受拉狀態(tài)下塑性損傷模型的簡單實現(xiàn) ￥600
本文利用ABAQUS UMAT子程序，簡單實現(xiàn)了混凝土受拉狀態(tài)下的破壞。本構(gòu)模型的實現(xiàn)算法摘抄自DeBorst的書籍《Nonlinear Finite Element Analysis of Solids and Structures》，基本如下：
為了簡化模型，筆者將書中損傷部分做了簡化，不再采用損傷屈服面進行判定。損傷影子w的計算直接由塑性等效應(yīng)變確定。
在ABAQUS中建立100*100*100的立方體塊，試件的底部固定，頂部反復(fù)加載-卸載，通過UMAT得到的模擬結(jié)果如下：
展開 Abaqus混凝土損傷塑性材料插件：EasyCDP ￥168
插件介紹
EasyCDP (GB/T50010 2024)V1.0 - AbyssFish 插件可在Abaqus快速建立混凝土損傷塑性（Concrete Damaged Plasticity，簡稱CDP）材料。插件基于GB/T 50010-2010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（2024年局部修訂版）進行設(shè)計，支持強度等級∈(15MPa,80MPa]的不同強度混凝土模型。
EasyCDP插件可輸出基于規(guī)范計算的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線及數(shù)據(jù)文件。
應(yīng)力應(yīng)變曲線數(shù)據(jù)文件可在當(dāng)前工作目錄下的“Stress Strain Data.txt”文件查看。
插件在ABAQUS下側(cè)提示欄內(nèi)輸出當(dāng)前參數(shù)計算的彈性模量、抗壓強度代表值、峰值壓應(yīng)變、抗拉強度代表值、峰值拉應(yīng)變等曲線特征值信息。
參數(shù)說明
單位制：本插件采用單位為牛、毫米、兆帕，因此對應(yīng)的基本單位為長度：毫米、時間：秒、質(zhì)量：噸。
Strength：混凝土強度等級。GB/T 50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（2024）4.1.2節(jié)將混凝土最低強度等級修改為C20，因此插件支持C20~C80級別混凝土，此參數(shù)設(shè)置范圍為（15，80]，可設(shè)置為整數(shù)或小數(shù)。
Mass Density：混凝土質(zhì)量密度。規(guī)范C.2.2節(jié)規(guī)定混凝土質(zhì)量密度2200kg/m3~2400kg/m3，這里可保持插件默認(rèn)數(shù)據(jù)不變動。
Poissons Ratio：混凝土泊松比。規(guī)范4.1.5節(jié)規(guī)定混凝土泊松比可按0.2采用，可保持插件默認(rèn)值不變動。
Plasticity：混凝土塑性參數(shù)。
展開 ABAQUS各向異性彈塑性PUCK損傷VUMAT ￥5999
該子程序為ABAQUS用戶自定義材料模型（VUMAT），用于模擬復(fù)合材料的非線性力學(xué)行為。其核心功能包含三部分：首先基于正交各向異性彈性本構(gòu)更新應(yīng)力，通過材料屬性計算剛度矩陣并響應(yīng)應(yīng)變增量；其次實現(xiàn)彈塑性修正，采用J2流動理論判斷屈服狀態(tài)，通過牛頓迭代求解塑性變形并更新應(yīng)力；最后建立漸進損傷模型，分別針對纖維方向（拉伸/壓縮失效）和基體方向（通過180°平面搜索臨界斷裂面）定義損傷初始判據(jù)，結(jié)合斷裂能與特征長度控制損傷演化過程。該模型通過21個狀態(tài)變量跟蹤材料歷史響應(yīng)，包括塑性應(yīng)變、損傷變量及主應(yīng)變等。
該子程序?qū)Ｓ糜陬A(yù)測纖維增強復(fù)合材料（如碳纖維、玻璃纖維層合板）的漸進失效行為，適用于航空航天結(jié)構(gòu)（機翼蒙皮、整流罩）、新能源汽車電池包防護結(jié)構(gòu)、風(fēng)電葉片等領(lǐng)域的強度分析與失效預(yù)測。其優(yōu)勢在于精確模擬從初始彈性響應(yīng)、塑性變形到最終斷裂的全過程，尤其擅長處理沖擊載荷、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的損傷演化問題。
展開 abaqus有限元模擬_鋼筋砼梁塑性損傷 ￥50
在鋼筋混凝土梁的塑性損傷研究中，這一方法能夠詳細(xì)分析結(jié)構(gòu)在不同荷載條件下的力學(xué)行為，并預(yù)測損傷的發(fā)生和發(fā)展過程。基本原理包括有限元離散化，即將連續(xù)的梁結(jié)構(gòu)分割成小單元，以及數(shù)值計算方法，通過計算機模擬各單元之間的力學(xué)響應(yīng)。
塑性損傷模型是有限元模擬中的核心部分，它通過引入損傷因子來描述混凝土材料在受到拉伸或壓縮荷載時的塑性變形和損傷演化。常用的損傷因子包括裂縫寬度因子、損傷變量因子和損傷積累因子，這些因子能夠量化混凝土內(nèi)部的裂紋狀態(tài)及其力學(xué)性能的變化。例如，裂縫寬度因子用于描述混凝土裂縫的演化情況，而損傷積累因子則反映整個荷載過程中材料的累積損傷。
在有限元模擬中，首先需要建立準(zhǔn)確的鋼筋混凝土梁模型，包括幾何形狀、材料屬性和邊界條件等。隨后，通過數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理，獲取模擬所需的各項參數(shù)。特征提取與降維技術(shù)則有助于從大量數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息，提高模擬的效率和準(zhǔn)確性。損傷分類方法則用于根據(jù)模擬結(jié)果對梁的損傷程度進行評估和分類。
展開 Abaqus中混凝土損傷塑性模型（CDP） ￥40
制作了一個計算混凝土受壓受拉本構(gòu)和損傷因子的Excel表格，包含
一、4種混凝土本構(gòu)計算方法
①10規(guī)范
②02規(guī)范（過鎮(zhèn)海模型）
③丁發(fā)興模型
④ConcreteD模型
二、3種損傷因子計算方法
①圖解法
②能量法
③規(guī)范法
三、鋼筋雙折線模型
四、Mander模型計算核心區(qū)混凝土
Excel部分截圖如下：
我做的Excel表格優(yōu)點有：
1、附帶公式，清晰明了，簡單易懂；
2、內(nèi)容全面，含各種混凝土及損傷因子的計算方法；
3、修改簡單，適用于各級混凝土，可操作性強。
需要的話可付費購買，下載Excel即可。
視頻地址如下：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14528
1、4種混凝土本構(gòu)計算方法及對比；
2、3種損傷因子計算方法及對比；
3、真實應(yīng)力、應(yīng)變與名義應(yīng)力、名義應(yīng)變之間的轉(zhuǎn)換；
4、本構(gòu)及損傷因子的選取與截斷。
注意，視頻和帖子價格不同。
如有不懂問題，加我微信YClarie問我即可。
若你不想購買，讓你少走彎路：給你提供學(xué)習(xí)的資料如下：
計算不難，編制Excel表格也不難！可自己嘗試
展開 混凝土損傷塑性模型在abaqus里的模擬
混凝土規(guī)范上把混凝土本構(gòu)用分段函數(shù)來表達的，有上升段和水平段，極限壓縮應(yīng)變?yōu)?.0033（日本0.0035，與中國規(guī)范上升段化簡后一樣）如下圖：
中國規(guī)范：
日本規(guī)范：
而實際上混凝土本構(gòu)包含上升段和下降段，特別對于下降段，混凝土內(nèi)裂縫逐漸發(fā)展，卸載時彈性軟化，非線性彈性和彈塑性理論很難描述這一特性。
損傷模型可以考慮由于損傷積累而導(dǎo)致裂縫逐漸擴展，從而導(dǎo)致混凝土剛度軟化。混凝土塑性損傷模型可以用來分析混凝土結(jié)構(gòu)在低周往復(fù)荷載和動載作用下，混凝土微觀損傷導(dǎo)致剛度軟化的模擬.
abaqus里CDP-model的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可以采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》附錄C給出的本構(gòu)關(guān)系（如下圖）：
本次模擬采用C50,具體參數(shù)如下：
與規(guī)范應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系對比圖（模擬的不太理想，以后改進）：
混凝土受壓卸載時剛度軟化示意圖如下:
本次abaqus模擬的混凝土試件往復(fù)加載卸載受壓時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系履歷如下圖所示，無損傷混凝土卸載剛度與初始彈性模量一致（綠色），也是我們通常的處理方式，而考慮損傷的混凝土卸載剛度變小，且隨著塑性應(yīng)變的發(fā)展，剛度越來越小（黃綠色，圖中斜線方便觀察剛性斜率而設(shè)）。
來源：有限元仿真
展開 
基于塑性損傷模型（CDP）FRP約束混凝土ABAQUS有限元模型 ￥12.99
本模型為基于CDP的FRP約束混凝土ABAQUS有限元模型
1. 在部件的建立上，使用殼體模擬FRP，實體模擬混凝土
2. 在材料屬性上，混凝土采用CDP模型，基于混規(guī)。FRP材料的單層板模型，并且采用常規(guī)殼方式進行鋪層，自定義了“離散”坐標(biāo)系。
3. 在分析部上，打開幾何非線性，輸出參考點RP-1的力和位移。
4. 在相互作用上，將加載力的平面耦合到參考點RP-1上，并將FRP與混凝土進行綁定
5. 在荷載上，對混凝土底端進行完全固定，限制上表面除了U3方向其他方向的位移。給予U3方向一定位移，采用位移加載。
6. 在網(wǎng)格部分，混凝土采用C3D8R，F(xiàn)RP采用S4R。
得到模型后，可以根據(jù)FRP層數(shù)、材料屬性進行修改，根據(jù)混凝土實際強度進行修改，輸出應(yīng)力應(yīng)變曲線或者其他需要的部分即可
以下為模型的CAE文件：
展開 Abaqus混凝土 塑性損傷本構(gòu) ￥40
包含各種搜集到的以及自我制作的abaqus混凝土本構(gòu)，需要手動輸入強度即可，根據(jù)自己需要選擇
c30~c45塑性損傷本構(gòu)ABAQUS輸入 ￥1
快速查詢混凝土彈模和拉壓強度標(biāo)準(zhǔn)值.xlsx
以下內(nèi)容也可在我發(fā)布的文檔中免費下載
abaqusc30混凝土塑性損傷數(shù)據(jù)
C30砼本構(gòu)（損傷塑性模型）.xlsx
