混凝土本構(gòu)模型的案例
基于ABAQUS的混凝土損傷本構(gòu)模型與LSDYNA的JHC本構(gòu)模型分析與研究
1問題引出的意義
在土木行業(yè)中，鋼筋混凝土框架仿真模型是一種有限元重要仿真分析模型，基于混凝土框架結(jié)果的模型和分析有助于我們更好了解實(shí)際生產(chǎn)中的混凝土框架結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)行為，諸如框架的彈塑性變形、框架的損傷甚至框架的破壞失效。我們知道一個(gè)有限元模型的準(zhǔn)確性與模擬材料的本構(gòu)模型選取之間具有不可分割的直接關(guān)系，那么就有必要對(duì)常見描述混凝土材料的本構(gòu)模型進(jìn)行對(duì)比分析，這也是本案例實(shí)施的意義所在。
2研究問題描述
基于上述對(duì)混凝土本構(gòu)模型的思考及筆者使用聯(lián)合仿真的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)基于ABAQUS的非關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則混凝土損傷模型與基于ANSYS/LSDYNA軟件的JHC本構(gòu)模型進(jìn)行了理論上的分析，分別通過ABAQUS軟件建立了混凝土框架模型并使用對(duì)應(yīng)損傷模型、使用LSDYNA建立混凝土材料的JHC模型，最后對(duì)比觀察材料的損傷分布效果。
3混凝土損傷本構(gòu)模型分析
3.1基于ABAQUS的非關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則的混凝土損傷模型
在ABAQUS中，創(chuàng)建混凝土材料的本構(gòu)模型是通過工具箱中的create material命令進(jìn)行的。模型首先定義混凝土的基本彈性屬性，主要是彈性模量、泊松比、密度。之后再定義混凝土損傷塑性塑性，主要是膨脹角、塑性勢(shì)偏移量、雙軸受壓初始屈服應(yīng)力與單軸受壓初始屈服應(yīng)力比值、K值、黏度系數(shù)五個(gè)參數(shù)。這些參數(shù)通過查閱《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》均可以得到準(zhǔn)確的參數(shù)值。最后通過定義混凝土損傷系數(shù)完成整個(gè)混凝土本構(gòu)模型的建立，綜上，得出的混凝土材料的本構(gòu)參數(shù)如表1所示。本文以已經(jīng)建立的鋼筋混凝土框架模型為例，在ABAQUS中對(duì)其進(jìn)行混凝土材料本構(gòu)參數(shù)的操作如圖1所示。
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方鋼管混凝土本構(gòu)模型，方鋼管約束混凝土本構(gòu)模型，mander混凝土本構(gòu)模型，自己做的方鋼管混凝土本構(gòu)模型，表格只要輸入相關(guān)參數(shù)，自動(dòng)生成混凝土塑性損傷本構(gòu)關(guān)系，塑性損傷本構(gòu)模型。B站有鋼管混凝土軸壓驗(yàn)證操作詳細(xì)視頻：https://www.bilibili.com/video/BV19R4y147gb?spm_id_from=333.337.search-card.all.click
abaqus混凝土本構(gòu)模型
混凝土本構(gòu)模型需要考慮其非線性行為，包括彈性階段、塑性變形、損傷、開裂及壓縮破碎等特性。具體模型選擇（如塑性損傷模型、彌散裂縫模型等）取決于您的分析需求（如單調(diào)加載、循環(huán)荷載、動(dòng)力分析等）。
混凝土塑性損傷模型參數(shù)計(jì)算（GB50010-2010.xlsx
混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線繪圖軟件 混凝土本構(gòu)關(guān)系 ￥196
根據(jù)附錄C.2.1節(jié)，混凝土的抗壓強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度的平均值由下列公式計(jì)算：
其中混凝土強(qiáng)度的變異系數(shù)依據(jù)附錄C.2.1節(jié)中的表2取用。
混凝土材料的彈性模量根據(jù)4.1.5節(jié)以其強(qiáng)度等級(jí)值按照下列公式計(jì)算：
由附錄C.2.2節(jié)，混凝土本構(gòu)模型適用于混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20~C80；混凝土質(zhì)量密度2200kg/m3~2400 kg/m3;正常溫度、濕度環(huán)境；正常加載速度等條件。現(xiàn)有混凝土的強(qiáng)度和應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系大都是基于正常環(huán)境下的短期試驗(yàn)結(jié)果。若結(jié)構(gòu)混凝土的材料種類、環(huán)境和受力條件等與標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件相差懸殊，則其強(qiáng)度和本構(gòu)關(guān)系都將發(fā)生不同程度的變化。例如，采用輕混凝土或重混凝土、全級(jí)配或大骨料的大體積混凝土、齡期變化、高溫、截面非均勻受力、荷載長(zhǎng)期持續(xù)作用、快速加載或沖擊荷載作用等情況，均應(yīng)自行試驗(yàn)測(cè)定，或參考有關(guān)文獻(xiàn)作相應(yīng)的修正。
軟件功能
參數(shù)模式可選擇“標(biāo)準(zhǔn)”、“專業(yè)”兩種模式。當(dāng)選擇“標(biāo)準(zhǔn)”參數(shù)模式時(shí)，僅需要設(shè)置混凝土“強(qiáng)度等級(jí)”及“強(qiáng)度代表值”參數(shù)即可繪制依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》計(jì)算的單軸受壓/受拉應(yīng)力應(yīng)變曲線；當(dāng)選擇“專業(yè)”參數(shù)模式時(shí)，需自行指定插件中的所有參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制的應(yīng)力應(yīng)變曲線。
強(qiáng)度等級(jí)參數(shù)可選擇C15~C80之間的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。但由于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》在2024局部修訂版本中刪除了C15強(qiáng)度等級(jí)的相關(guān)規(guī)定，且在附錄C.2.2節(jié)中規(guī)定混凝土本構(gòu)模型適用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20~C80，因此不建議采用本軟件在標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)模式下生成的抗壓強(qiáng)度低于20MPa的混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線。
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ABAQUS混凝土損傷塑性模型損傷因子對(duì)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(dòng)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(dòng)荷載作用下，混凝土在受力過程中拉伸和壓縮都會(huì)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?yàn)槔扉_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(shí)表示沒有損傷，dc或dt=1時(shí)表示材料失去強(qiáng)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(duì)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(gè)測(cè)試看一下。
依然采用C110級(jí)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(xiàng)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?yàn)镃DP模型假定混凝土從拉伸到壓縮時(shí)裂縫會(huì)閉合，剛度會(huì)恢復(fù)；從壓縮到拉伸時(shí)裂縫仍然存在，剛度不會(huì)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(duì)混凝土本構(gòu)模型的影響。
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本人沈陽工業(yè)大學(xué)結(jié)構(gòu)工程研二在讀，畢業(yè)論文課題是中空夾層鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)滯回模擬方向，我在技術(shù)鄰?fù)ㄟ^購(gòu)買各路專家大神的視頻課，受益匪淺，無奈沒有一個(gè)有提供鋼管混凝土完整本構(gòu)模型的，大家應(yīng)該知道鋼管混凝土不同于普通混凝土構(gòu)件，是獨(dú)特的三向受壓狀態(tài)，其應(yīng)力應(yīng)變曲線如果不調(diào)整好，最后做出來的滯回曲線很難有下降段甚至出現(xiàn)不收斂，在聽了技術(shù)鄰郝大蔥老師的混凝土塑性損傷模型視頻課以后豁然開朗，于是跟著視頻課自己做了鋼管混凝土的本構(gòu)模型數(shù)據(jù)，附件里的數(shù)據(jù)是采用C40混凝土，本構(gòu)關(guān)系模型采用劉威提出的本構(gòu)關(guān)系，表格里的 ξ 是約束效應(yīng)系數(shù)，我用的我自己模型的數(shù)據(jù)，大家根據(jù)自己做的課題的數(shù)據(jù)自行修改就好，E是彈性模量，σ0也采用C40的數(shù)據(jù)，這里大家自行修改，其余的Excel表格里公式我都輸入好了，數(shù)據(jù)會(huì)自行計(jì)算，輸入到ABAQUS里面的數(shù)據(jù)我也標(biāo)了紅色。我也是第一次做這個(gè)，還在學(xué)習(xí)，有什么錯(cuò)誤希望大家指正也希望做中空夾層鋼管混凝土的同學(xué)咱們能一起探討。大家一起畢業(yè)
本人VX：18540278559
2022.10.26更新，本人已經(jīng)順利畢業(yè)，關(guān)于論文數(shù)據(jù)分析的所有模型已經(jīng)打包發(fā)在另一個(gè)帖子，大家有需要的理性購(gòu)買
展開 誰有c50的混凝土本構(gòu)模型？
求C50混凝土的本構(gòu)模型。
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)有沒有想過一個(gè)問題，我們輸入的混凝土本構(gòu)和模型表現(xiàn)出來的本構(gòu)是一樣的嗎？網(wǎng)格大小又對(duì)模型表現(xiàn)出來的本構(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?，達(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
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【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
【文前說明】
本插件已更新，可支持Abaqus任何版，本包括 <s Abaqus Abaqus2020及以上，敬請(qǐng)使用。
本插件已根據(jù)常見用戶常見問題，進(jìn)行了改進(jìn) V2.0 版本，歡迎使用。
Abaqus推薦版本：6.12、6.13、6.14、2016。
(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，分別為脆性開裂模型、彌散開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。
展開 ABAQUS混凝土損傷塑性模型-C30EXCEL計(jì)算表格（含計(jì)算結(jié)果）
這是根據(jù)GB50010-2010中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的混凝土本構(gòu)模型，結(jié)合文獻(xiàn)所述的損傷因子定義，編制的計(jì)算C30混凝土非彈性應(yīng)變和損傷因子的EXCEL表格。也是邊學(xué)變做，希望能和大家多交流。
C30砼本構(gòu)（損傷塑性模型）.rar
ABAQUS混凝土損傷塑性損傷因子計(jì)算依據(jù).rar
基于ABAQUS混凝土損傷模型的某適筋梁非線性靜力分析一般過程
基于ABAQUS混凝土損傷模型的某適筋梁非線性靜力分析一般過程
某適筋梁，截面尺寸以及配筋如下所示，采用ABAQUS對(duì)其進(jìn)行靜力分析。在加載處以及支座附近分別設(shè)置了剛性墊塊，混凝土保護(hù)層厚度取35mm。
材料特性如下：
1、混凝土：抗壓強(qiáng)度fc=24MPa,抗拉強(qiáng)度ft=2.4MPa，采用混凝土損傷本構(gòu)模型；密度為2400Kg/m^3
2、鋼筋：彈性模量E=190GPa,泊松比u=0.3,屈服強(qiáng)度210MPa;密度為7800Kg/m^3
3、墊塊：彈性模量E=2100GPa，泊松比u=0.3;密度為7800Kg/m^3
建模過程如下：
一、建立part
根據(jù)上圖信息，分別建立梁主體、剛性墊塊、底部受拉筋、頂部受壓筋、箍筋的part。混凝土保護(hù)層厚度取35m，底部第一排鋼筋與第二排鋼筋的間距取35mm，端頭縱筋的保護(hù)層厚度取25mm。建立過程中需要提前規(guī)劃好點(diǎn)位坐標(biāo)，以方便后續(xù)組裝。
二、定義材料
混凝土：彈性模量取29.5GPa,根據(jù)本構(gòu)模型計(jì)算表格，輸入相應(yīng)的參數(shù)，得到混凝土的本構(gòu)模型。
鋼筋：鋼筋采用理想彈塑性模型，輸入?yún)?shù)如下。
墊塊：只考慮其彈性行為，按彈性材料輸入。
三、截面屬性定義
對(duì)于梁主體以及墊塊，直接賦予材料屬性即可。對(duì)于鋼筋，還需輸入截面面積，不同型號(hào)的鋼筋體現(xiàn)在截面面積上，類似ANSYS中實(shí)常數(shù)的輸入。
四、部件組裝
根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸圖，組裝成體。為了利于墊塊與梁主體之間的連接，在梁的適當(dāng)部分進(jìn)行切分。
展開 基于通用有限元程序和微平面模型分析復(fù)雜應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)
目的為了能準(zhǔn)確模擬混凝土的各種復(fù)雜力學(xué)行為,從而對(duì)復(fù)雜應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確分析.方法基于微觀層次的混凝土本構(gòu)模型———微平面模型原理,將其與具有優(yōu)越非線性分析能力的通用有限元程序MSC.MARC相結(jié)合,開發(fā)了相關(guān)程序,并對(duì)混凝土在單軸、雙軸、三軸、往復(fù)受力等各種應(yīng)力狀態(tài)下的行為和一片實(shí)際剪力墻的滯回加載進(jìn)行了模擬分析計(jì)算.結(jié)果通過與相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果的比較,驗(yàn)證了程序的可靠性,并指出了現(xiàn)有通用有限元程序在模擬復(fù)雜應(yīng)力混凝土受力行為上的問題.結(jié)論本程序可較好地應(yīng)用于分析復(fù)雜混凝土結(jié)構(gòu)
基于通用有限元程序和微平面模型分析復(fù)雜應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu).pdf
展開 分享課B1—基于GB50010-2010規(guī)范的混凝土塑性損傷本構(gòu)模型（表格與小程序） ￥69
<p>本課程為分享課B1—基于GB50010-2010規(guī)范的混凝土塑性損傷本構(gòu)模型（表格與小程序），主要分享給從事鋼管混凝土、混凝土結(jié)構(gòu)研究的學(xué)生，科研工作者。</p><div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202412/attachment/6f8a2a5b63024cd088ce6c00c9db0b7f.png" style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202412/attachment/6f8a2a5b63024cd088ce6c00c9db0b7f.png"></figure></div><p><br></p><p><br></p>
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(dòng)生成ABAQUS塑性損傷本構(gòu)關(guān)系。
