超高性能混凝土（UHPC）
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2025-12-01
超高性能混凝土（UHPC）的視頻教程
精品課-ABAQUS-建筑結(jié)構(gòu)學報論文復現(xiàn)-鋼管超高性能混凝土短柱軸壓性能試驗研究
本課程為精品課程-ABAQUS-細觀模擬-鋼纖維超高性能混凝土立方體軸壓模型（全接觸設(shè)置）ABAQUS/abaqus。視頻講解 保姆式操作 視頻講解+售后答疑 適用對象： 全國各高校結(jié)構(gòu)工程方向的研究生，尤其是課題與立方體軸壓、受壓本構(gòu)、細觀模擬及超高性能混凝土UHPC有關(guān)的。 課程亮點：非以往視頻的簡單介紹，核心步驟實操講解，各個環(huán)節(jié)，詳細介紹。干貨中的干貨，精品中的精品。
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ABAQUS精品課A3—考慮初始缺陷的鋼管超高性能混凝土長柱偏壓模擬(附約束超高性能混凝土本構(gòu)小程序)
具體內(nèi)容如下： 1、手把手教學建立鋼管混凝土長柱偏壓有限元模型 2、引入初始缺陷的方法 3、初始缺陷引入易錯點及對比 4、約束超高性能混凝土本構(gòu)模型
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超高性能混凝土（UHPC）的實例教程
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(yōu)異的力學性能和耐久性，在混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。三點彎試驗是評估加固結(jié)構(gòu)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(wǎng)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(guī)律。
2、 模型建立
（1） 幾何模型
根據(jù)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(chuàng)建梁和加固層的三維實體部件。（先構(gòu)建草圖再建立模型可以節(jié)約裝配時間）
圖1混凝土尺寸參數(shù)
來源：胡少偉,魯文妍.基于XFEM的混凝土三點彎曲梁開裂數(shù)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(shù)如圖1所示。
UHPC：同樣采用MAXPS損傷，其彈性模量較高，設(shè)為 42.5 GPa，泊松比為 [0.2]。抗拉強度設(shè)為8.1MPA，斷裂能設(shè)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(guān)系與實際情況一致。
圖2 模型裝配圖
4、 模擬結(jié)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(shù)成功模擬了裂縫的擴展過程。模擬結(jié)果與實際試驗結(jié)果的對比驗證了模型的有效性。
展開 作為典型的非均質(zhì)工程復合材料，普通混凝土、超高性能混凝土(UHPC)、纖維混凝土(FRC)、纖維復合材料(FRP)等的斷裂是局部微小裂隙、孔洞、各相界面等初始缺陷從起裂、擴展至融合為宏觀裂縫的過程，該過程橫跨微觀、細觀、宏觀等多個尺度，因此采用多尺度實驗和計算模擬等手段進行研究成為自然的選擇。現(xiàn)有國內(nèi)外研究一般將這些復合材料等效為各向同性均勻介質(zhì)，建立模型比較方便，能夠獲得結(jié)構(gòu)的宏觀響應例如荷載-位移曲線等。但這些宏觀均質(zhì)模型未模擬隨機分布的骨料、纖維、界面及孔洞等細觀特征，較難精確闡明材料破壞的多尺度機理。與宏觀均質(zhì)模擬相比，細觀計算模擬目前具有兩方面挑戰(zhàn)：一方面需要模擬復雜的細觀各相材料及其相互作用；另一方面需要求解大規(guī)模非線性方程，準確模擬損傷斷裂中的材料軟化現(xiàn)象。
目前，混凝土、UHPC細觀模型主要有兩種直接建模方法，一種是基于骨料、纖維的形態(tài)和分布予以假設(shè)的隨機骨料、隨機纖維模型，這種比較多見；另一種是近來國內(nèi)外興起的基于XCT真實圖像的模型(XCT image-based model)。本文將以這兩種模型為研究對象，選用已發(fā)表的成果作為例子介紹給大家(整理了一些直觀圖片)，感興趣的朋友可詳閱附上的文獻，歡迎大家批評指正。
還有一種非直接的細觀模擬方法， 即采用隨機場理論，也可以間接模擬細觀斷裂，例如：
□ Zhang H, Huang Y J, Hu X J, Xu S L. A quasi-brittle fracture investigation of concrete structures integrating random fields with the CSFEM-PFCZM. Engineering Fracture Mechanics, 2023, 281: 109107.
展開 利用關(guān)鍵詞*Concrete failure來實現(xiàn)，UHPC混凝土單元失效刪除的仿真模擬
目前只能通過動態(tài)顯式求解來定義關(guān)鍵詞
*Concrete failure，type=strain（或displacement）
拉伸開裂應變（或位移），壓縮非彈性應變，拉伸損傷值，壓縮損傷值
把上面兩行編輯好的關(guān)鍵詞，放到CDP本構(gòu)模型后面，如果在GUI界面定義編輯關(guān)鍵詞后，一定要去再次檢查定義的位置，否則很容易出現(xiàn)竄行，求解提示inp文件出錯。
個人建議：最好是輸出inp后，再次進行編輯，通過job模塊提交編輯后的inp更為方便。
受壓損傷云圖1
受壓損傷云圖2
受壓損傷云圖3-開始出現(xiàn)單元失效刪除
受壓損傷云圖3-斜剪破壞
最終破壞云圖
軸心受拉開裂
中間出現(xiàn)單元失效刪除
中間單元全部失效刪除
剛度退化
剛度退化因子
荷載位移曲線
展開 </p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202506/309d5fcb67cfde794b14c447f78d4d8d.png"></p><p>圖1栓釘模型</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202506/41c210f2934a15c253248f99ef36d9e8.png"></p><p>圖2混凝土模型</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202506/e822619cc0dff1919283a5d2e24d3326.png"></p><p>圖3鋼板-抗剪鋼筋組合模型</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202506/e8a1cce851e92cb683fa007504455d1b.png"></p><p>圖4超高性能混凝土組合梁抗剪性能裝配模型</p><p>（2） 材料屬性：</p><p>混凝土材料用 ABAOUS中塑性損傷模型,鋼筋采用隨動強化彈塑性模型;普通混凝土單軸應力-應變關(guān)系采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)。超高性能混凝土采用圖5中給出的單軸應力-應變關(guān)系曲線。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202506/3b6c0bb3b9e57da1accf454ac434f567.png"></p><p>圖5超高性能混凝土單軸應力-應變關(guān)系（來源：曾憲锃.核設(shè)施雙鋼板—超高性能混凝土組合梁抗剪性能研究[D].哈爾濱工業(yè)大學,2017.）
展開 （三）單元選擇與網(wǎng)格劃分
混凝土和 UHPC 用三維實體單元模擬其三維應力狀態(tài)，BFRP 布用二維殼單元模擬平面內(nèi)力學性能。
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利用關(guān)鍵詞*Concrete failure來實現(xiàn)，UHPC混凝土單元失效刪除的仿真模擬
目前只能通過動態(tài)顯式求解來定義關(guān)鍵詞
*Concrete failure，type=strain（或displacement）
拉伸開裂應變（或位移），壓縮非彈性應變，拉伸損傷值，壓縮損傷值
把上面兩行編輯好的關(guān)鍵詞，放到CDP本構(gòu)模型后面，如果在GUI界面定義編輯關(guān)鍵詞后，一定要去再次檢查定義的位置
方鋼管混凝土短柱軸壓性能模擬11個月前
1、 引言
方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)憑借鋼管對混凝土的約束作用，使構(gòu)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(jié)構(gòu)在軸壓荷載下，鋼管與混凝土協(xié)同工作，其受力機理與傳統(tǒng)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(xiàn)，借助 ABAQUS 有限元分析軟件對其軸壓受力性能進行數(shù)值模擬。本次復現(xiàn)主要聚焦于建模過程教學，不涉及參數(shù)優(yōu)化內(nèi)容。
2、 幾何模型與材料參數(shù)
<p>1、 引言</p><p>雙鋼板 - 混凝土組合結(jié)構(gòu)的抗剪性能與傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在顯著差異。該結(jié)構(gòu)通過拉結(jié)筋和栓釘實現(xiàn)鋼板與混凝土的連接，在剪力作用下易產(chǎn)生界面滑移，導致試件剛度與承載力下降。本案例聚焦于論文第 4 章雙鋼板 - 混凝土組合梁的建模復現(xiàn)，旨在通過 ABAQUS 有限元分析軟件，對組合梁抗剪性能進行數(shù)值模擬。需特別說明的是，本次復現(xiàn)僅涵蓋建模過程教學，不涉及曲線擬合內(nèi)容。</p
1、 引言
超高性能混凝土（UHPC）以其優(yōu)異的力學性能和耐久性，在混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。三點彎試驗是評估加固結(jié)構(gòu)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(wǎng)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。
1.1項目概況
該課題研究不同強度的再生磚混凝土和鋁管厚度軸壓性能的差異。
1.2項目要求
以上述參數(shù)進行有限元分析，并提取其荷載-縱向應變關(guān)系與試驗數(shù)據(jù)進行比。
1.3單位制
在CAE項目計算以及報告中使用的基本單位系統(tǒng)如表格 01所示。
表格 11單位系統(tǒng)
序號
一、試驗模擬方法
（一）材料本構(gòu)模型
普通混凝土采用塑性損傷模型，依據(jù)相關(guān)規(guī)范確定其應力 - 應變關(guān)系，以模擬混凝土受力時的開裂、損傷及塑性變形行為。
UHPC 采用基于微觀力學的本構(gòu)模型，考慮其特殊微觀結(jié)構(gòu)對力學性能的影響，準確描述其在高應力下的非線性行為和韌性。
BFRP 采用線彈性本構(gòu)模型，基于其在受力至破壞過程中的線性彈性行為特征，彈性模量和強度依據(jù)試驗數(shù)據(jù)確定。
（二）幾何模型
3.2 新型材料的研發(fā)及應用
超高性能混凝土（UHPC）和纖維增強聚合物材料（FRP）等新材料，可以大幅提高抗拉能力，橋面板引入UHPC和FRP等新型材料，能夠改善橋面板力學性能并提高耐久性[16]-[18]。
超高性能混凝土（UHPC）材料、裝備、工藝技術(shù)。
13. 環(huán)保節(jié)能型高性能輕骨料設(shè)備與生產(chǎn)線。
14. 建筑垃圾資源化利用裝備與技術(shù)。
15. 裝飾混凝土、生態(tài)混凝土（護坡、人工島礁、海綿城市制品等）產(chǎn)品與技術(shù)。
16. 預拌和預制混凝土領(lǐng)域智能化、信息化技術(shù)（智慧物流應用、電子商務平臺等）。
17. 新型環(huán)保節(jié)能設(shè)備（固廢處理、空氣凈化、節(jié)能降耗、污水處理、噪音防治等）。
18.
家人們，經(jīng)過一年多的學習和論文折磨，本人終于畢業(yè)了，由于時間有限，以后可能會考慮做視頻來講解，近期就把所有論文分析過程中的資料、CAE文件全部打包放到附件中，供給大家參考，大家如果在模型計算中有不收斂、報錯等現(xiàn)象不妨試試我的參數(shù)，謝謝各位大佬指正啦。（付費文件為百度網(wǎng)盤鏈接）文件一共好幾十個G，只能放鏈接大家自行下載啦
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