鋼筋混凝土模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2022-01-13
鋼筋混凝土模擬的視頻教程
VecTor2系列(3)-考慮粘結(jié)滑移的鋼筋混凝土柱彎剪裂縫模擬
（3）得益于Vector在鋼筋混凝土模擬領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)性以及其完備理論背景，它可準(zhǔn)確模擬鋼筋混凝土粘結(jié)滑移（內(nèi)嵌多種粘結(jié)滑移本構(gòu)曲線：Eligehausen Model、Gan Model等）、骨料咬合力、混凝土在單次及循環(huán)荷載下的拉伸壓縮軟化、剪切裂縫滑移、剪應(yīng)力狀態(tài)等； （4）通過(guò)本視頻可以學(xué)習(xí)快速建模技巧，并獲得和試驗(yàn)吻合的結(jié)果；后處理能夠完整展現(xiàn)混凝土開(kāi)裂過(guò)程（彎曲裂縫、剪切裂縫）、裂縫寬度、
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VecTor2系列(1)-高強(qiáng)鋼筋混凝土有、無(wú)腹筋梁受剪裂縫模擬
（2）得益于Vector在鋼筋混凝土模擬領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)性以及其完備理論背景，它可準(zhǔn)確模擬鋼筋混凝土粘結(jié)滑移（內(nèi)嵌多種粘結(jié)滑移本構(gòu)曲線：Eligehausen Model、Gan Model等）、骨料咬合力、混凝土在單次及循環(huán)荷載下的拉伸壓縮軟化、剪切裂縫滑移、剪應(yīng)力狀態(tài)等； （3）通過(guò)本視頻可以學(xué)習(xí)快速建模技巧，并獲得和試驗(yàn)吻合的結(jié)果；后處理能夠完整展現(xiàn)混凝土開(kāi)裂過(guò)程（彎曲裂縫、剪切裂縫）、裂縫寬度、
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精品課程A45-UHPC加固鋼筋混凝土柱軸壓模擬
本課程為精品課程A45-UHPC加固鋼筋混凝土柱軸壓模擬。 適用對(duì)象： 全國(guó)各高校結(jié)構(gòu)工程方向的研究生，尤其是課題與UHPC加固、鋼筋混凝土柱軸壓模擬有關(guān)的。 課程亮點(diǎn)：非以往視頻的簡(jiǎn)單介紹，核心步驟實(shí)操講解，各個(gè)環(huán)節(jié)，詳細(xì)介紹。干貨中的干貨，精品中的精品。近40分鐘的講解，節(jié)約您半年的時(shí)間，直擊要害，尤其是課題遇到瓶頸，需要新idea的同學(xué)，適合購(gòu)買(mǎi)。
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鋼筋混凝土模擬的實(shí)例教程
Abaqus應(yīng)用之鋼筋混凝土篇 ￥9.99
鋼筋模型類(lèi)型
1.1 理想彈塑性模型
在Abaqus中，可以通過(guò)直接在塑性部分輸入屈服應(yīng)力對(duì)應(yīng)的屈服應(yīng)變來(lái)定義理想彈塑性模型。例如，Q345B鋼材的屈服強(qiáng)度為345MPa，極限抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到510-600MPa。在Abaqus中，可以取第一個(gè)點(diǎn)為(345,0)，第二個(gè)點(diǎn)可以設(shè)為(551,0.1)，使得兩個(gè)點(diǎn)之間的斜率為0.01Es（鋼材的彈性模量）。
1.2 雙折線模型
雙折線模型是鋼筋混凝土模擬中常用的一種簡(jiǎn)化模型。在Abaqus中，鋼筋可以通過(guò)線單元（Wire）建模，然后將鋼筋嵌入（embed）混凝土梁中。這種方法簡(jiǎn)潔高效，被大多數(shù)學(xué)者采納。然而，這種方法在模擬鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)滑移時(shí)可能不夠精確。
1.3 三折線模型
三折線模型考慮了鋼筋的屈服階段，可以更準(zhǔn)確地模擬鋼筋的滯回行為。在Abaqus中，可以通過(guò)用戶(hù)自定義的UMAT子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)這種模型。例如，清華大學(xué)曲哲提出的改進(jìn)的Clough鋼筋滯回本構(gòu)模型，可以在反向再加載時(shí)，指向按卸載剛度加載至歷史最大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力的0.2倍，再指向歷史最大點(diǎn)，從而考慮鋼筋加載-卸載-反向加載過(guò)程產(chǎn)生的包辛格效應(yīng)。
2. 鋼筋與混凝土的相互作用
2.1 粘結(jié)滑移關(guān)系
鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)滑移關(guān)系是模擬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。在Abaqus中，可以通過(guò)設(shè)置二者交界面處的牽引分離本構(gòu)模型來(lái)模擬這種關(guān)系。例如，基于Abaqus的三種鋼筋混凝土梁數(shù)值模擬對(duì)比研究表明，將鋼筋通過(guò)實(shí)體單元建模，并在實(shí)體鋼筋和混凝土梁連接界面設(shè)置相應(yīng)粘結(jié)本構(gòu)，可以更真實(shí)地模擬鋼筋混凝土梁內(nèi)部的實(shí)際受力狀態(tài)。
2.2 損傷塑性模型
Abaqus中的混凝土損傷塑性（CDP）模型能夠描述材料在循環(huán)加載和動(dòng)態(tài)加載條件下的力學(xué)響應(yīng)。
展開(kāi) 案例中承受爆炸荷載構(gòu)件為剪力墻-預(yù)應(yīng)力寬連梁鋼筋混凝土構(gòu)件，構(gòu)件有限元模型應(yīng)用HyperMesh工具處理，鋼筋與混凝土單元共節(jié)點(diǎn)，模型概況，如圖1。本案例采用kg-mm-s單位制。
模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的爆炸沖擊響應(yīng)，需要分兩步處理：第一步，對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，模擬構(gòu)件的穩(wěn)態(tài)應(yīng)力分布；第二步，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力分布穩(wěn)定時(shí)的構(gòu)件抗爆模擬。其中，第二步針對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行的爆炸相關(guān)設(shè)置，見(jiàn)前貼<Ls-Dyna對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗爆模擬>，本文章主要介紹預(yù)應(yīng)力，即預(yù)緊力的施加，及重啟動(dòng)的相關(guān)設(shè)置。空氣及炸藥網(wǎng)格可用TCE工具處理（TCE使用方法見(jiàn)我的技術(shù)鄰免費(fèi)課程<Dyna求解的工程爆破模擬教程>）。
Part1預(yù)緊力的施加-預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件建立：
第一步，新建MAIN.k、ALE.K、BlastPoint.k、Boundary.k、EntitySet.k、Mode.k（搭建的模型文件導(dǎo)出Mode.k中）。復(fù)制材料卡片（提前寫(xiě)好，或聯(lián)系博主索要）及計(jì)算控制卡片（聯(lián)系博主索要）到計(jì)算文件夾中，形成文件內(nèi)容如圖2。文件解析見(jiàn)前貼<Ls-Dyna對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗爆模擬>。
第二步，將MAIN.k文件導(dǎo)入HyperMesh中（模型搭建如若不會(huì)，可以向博主索要學(xué)習(xí)資料），操作步驟見(jiàn)圖3。
第三步，為模型分配材料及屬性。
本例中構(gòu)件模型及單元屬性按表1采用，混凝土單元材料模型添加材料侵蝕關(guān)鍵字*MAT_ADD_EROSION，材料與屬性需要依照?qǐng)D4操作圖示，依次完成賦值。
第四步，生成預(yù)應(yīng)力鋼筋截面上幾何點(diǎn)，操作步驟見(jiàn)圖5。
第五步，創(chuàng)建施加預(yù)應(yīng)力的截面，二根鋼筋分別建立，操作步驟見(jiàn)圖6，注意進(jìn)行預(yù)應(yīng)力截面創(chuàng)建前，使Boundary.k文件置于當(dāng)前，方法見(jiàn)前貼<Ls-Dyna對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗爆模擬>圖6。
展開(kāi) 01 分離式建模方法（共節(jié)點(diǎn)）
上次介紹了ANSYS中使用SOLID65中配筋率實(shí)常數(shù)來(lái)考慮鋼筋的“整體式建模方法”：
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1794777
本文則介紹下一種ANSYS中鋼筋混凝土模擬的常用方法——分離式建模（共節(jié)點(diǎn)）
分離式建模即將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)按照其主要幾何構(gòu)造建模，并賦予其桿單元（LINK180等）屬性。又按照鋼筋網(wǎng)與混凝土的連接方法細(xì)分為“共節(jié)點(diǎn)”、“考慮粘結(jié)滑移”、“EMBEDDED方法”等。
鋼筋與混凝土共節(jié)點(diǎn)即鋼筋單元上的節(jié)點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)重合位置的混凝土節(jié)點(diǎn)本身為共節(jié)點(diǎn)，這種方法忽略了鋼筋與混凝土間的粘結(jié)滑移作用，但勝在相對(duì)簡(jiǎn)便，且在大多數(shù)情況下考慮粘結(jié)滑移與否對(duì)結(jié)果的影響不大。
要使網(wǎng)格劃分時(shí)鋼筋節(jié)點(diǎn)與混凝土節(jié)點(diǎn)本身為共節(jié)點(diǎn)，那么就要求幾何上鋼筋線（Line）本身就是混凝土體（Volume）體內(nèi)的線，這也是“共節(jié)點(diǎn)”的基本操作思路。下圖可以很好地幫助理解其原理：
02 案例分析
仍然是如下圖所示的一根鋼筋混凝土梁，使用共節(jié)點(diǎn)的分離式建模方法模擬，實(shí)例詳情可能與真實(shí)工程和試驗(yàn)相比有不合理之處，只借此著重展示共節(jié)點(diǎn)的整體式建模操作方法。
鋼筋混凝土梁尺寸簡(jiǎn)圖
有限元模型（取1/2對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)）示意圖如下，可見(jiàn)通過(guò)這種方法可詳細(xì)地考慮鋼筋籠的特征。
鋼筋混凝土梁模型示意圖
體現(xiàn)在實(shí)際操作中，核心的命令流是靈活使用工作平面變換（WP系列命令）、切割（VSBW）操作切割出鋼筋線，并用LATT命令對(duì)不同的鋼筋線進(jìn)行賦值。
展開(kāi) 3、 MISO或BISO模型（SOLID65單元）以Willam-Warnke理論為主，可考慮混凝土開(kāi)裂和壓碎行為，可采用分離模型和整體式模型，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的分析提供了手段，比較老牌的方法，比較靠譜。但該單元計(jì)算分析的收斂問(wèn)題很讓人頭痛，尤其在荷載-位移曲線水平段和下降段時(shí)。只支持與link180單元一同使用，鋼筋與混凝土單元需要共節(jié)點(diǎn)，因此復(fù)雜結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格劃分存在一些難度。
4、粘結(jié)滑移的模擬，鋼筋采用link單元，混凝土采用solid185單元，在梁截面的兩個(gè)方向只須耦合其自由度，在縱向（縱筋方向）添加非線性彈簧Combin39即可，難度在于本構(gòu)。在普通的鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算中考慮粘結(jié)滑移作用多此一舉，若研究課題中，鋼筋和混凝土間的粘結(jié)-滑移作用本身就是重點(diǎn)或者參數(shù)之一，可以試試這種建模思路。本文不提及，有興趣的可以交流。
展開(kāi) 上次介紹了ANSYS中模擬鋼筋混凝土構(gòu)件的分離式建模方法，鋼筋和混凝土之間的相互作用關(guān)系是共節(jié)點(diǎn)。而實(shí)際上，鋼筋與其附近的混凝土之間存在粘結(jié)-滑移的關(guān)系。
本文介紹下一種ANSYS中鋼筋混凝土模擬的一種進(jìn)階方法——分離式建模（考慮粘結(jié)滑移）
粘結(jié)-滑移作用通過(guò)在重合的鋼筋和混凝土節(jié)點(diǎn)上添加非線性彈簧combin39來(lái)考慮。這意味著在建立幾何模型和劃分網(wǎng)格時(shí)，需要注意以下兩點(diǎn)：
① 混凝土梁體和鋼筋需要分別建模（而非在梁體上切割出鋼筋線體后賦值）。
② 混凝土梁體的節(jié)點(diǎn)位置需要和鋼筋節(jié)點(diǎn)位置相重合（或接近），這意味著劃分網(wǎng)格時(shí)，需要協(xié)調(diào)兩者的單元尺寸。
混凝土與鋼筋節(jié)點(diǎn)位置重合（或靠近）
對(duì)于鋼筋混凝土梁，一般來(lái)說(shuō)只需對(duì)縱筋考慮粘結(jié)-滑移作用。因此對(duì)位置重合的鋼筋和混凝土節(jié)點(diǎn)，在梁截面的兩個(gè)方向只須耦合其自由度，在縱向（縱筋方向）添加非線性彈簧Combin39即可。
其中，非線性彈簧的F-X屬性即是鋼筋混凝土粘結(jié)滑移關(guān)系（注意要乘以單元長(zhǎng)度）。這個(gè)粘結(jié)滑移關(guān)系有大量可供參考的規(guī)范和文獻(xiàn)，可按需取用。
02 案例分析
仍然是如下圖所示的一根鋼筋混凝土梁，使用考慮粘結(jié)滑移的分離式建模方法模擬，此次計(jì)算中不考慮箍筋的建模。
鋼筋混凝土梁尺寸簡(jiǎn)圖
有限元模型示意圖如下：
鋼筋混凝土梁模型示意圖
核心的命令流是如何寫(xiě)一個(gè)循環(huán)，自動(dòng)地對(duì)重合的混凝土和鋼筋節(jié)點(diǎn)施加耦合作用和非線性彈簧單元：
!彈簧實(shí)常數(shù)定義
!定義的實(shí)際是F-X曲線上的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)（x，F(xiàn)）
!
展開(kāi) 
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鋼筋混凝土模擬的最新內(nèi)容
磨料與水均使用sph建模，磨料隨機(jī)分布在水中，占比30%，混凝土與鋼筋混合建模，可以輸出滾刀、巖石、鋼筋溫度，滾刀三向力等，該算例計(jì)算時(shí)間為30分鐘
經(jīng)建模驗(yàn)證過(guò)的，考慮混凝土應(yīng)變率效應(yīng)的混凝土本構(gòu) 想要交流可以?v：wangh2444
ABAQUS泡沫混凝土細(xì)觀有限元模擬4個(gè)月前
在ABAQUS中構(gòu)建含水泥砂漿基體與大量隨機(jī)分布孔隙的三維泡沫混凝土幾何模型，對(duì)深入探究其微觀結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)性能的關(guān)聯(lián)具有重要理論價(jià)值。通過(guò)孔隙尺寸、形態(tài)及空間分布特征的研究，有效模擬泡沫混凝土在載荷下的強(qiáng)度衰減規(guī)律與破壞演化機(jī)制，克服傳統(tǒng)均質(zhì)模型預(yù)測(cè)的局限性。
泡沫混凝土細(xì)觀模型通過(guò)CAD隨機(jī)球體插件專(zhuān)業(yè)版V1.3建模生成，泡沫混凝土試件設(shè)置為邊長(zhǎng)為
<figure style="text-align: center;"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202601/attachment/6591659150824865b9cbc53943e93220.png" style="display: inline-block
求助大家給我分享一下方自虎老師的子程序5個(gè)月前
我用abaqus軟件做鋼筋混凝土剪力墻抗震模擬，滯回曲線效果很差，沒(méi)有捏縮現(xiàn)象，前期剛度過(guò)大，滯回環(huán)呈鋸齒狀分布，多次調(diào)試混凝土CDP模型參數(shù)也沒(méi)有效果，想用方自虎老師的子程序來(lái)改善一下滯回曲線的捏縮，但是我找不到方自虎老師的子程序，求助大家給我分享一下方自虎老師的子程序。
機(jī)織復(fù)合材料細(xì)觀損傷分析仿真6個(gè)月前
嵌入式約束方法
商用軟件ABAQUS中內(nèi)置的嵌入式約束（Embedded）可以模擬一種物體浸潤(rùn)在另一物體內(nèi)的完全耦合關(guān)系，在鋼筋混凝土的力學(xué)模擬中應(yīng)用廣泛。
該方法無(wú)需對(duì)被浸潤(rùn)物的幾何模型進(jìn)行布爾運(yùn)算，大大降低了建模和網(wǎng)格離散的難度與工作量。
也就是說(shuō)這個(gè)時(shí)候，我們可以單獨(dú)處理網(wǎng)格和纖維的網(wǎng)格，然后在ABAQUS中施加Embedded即可。
ABAQUS中的殼單元大家通常用于模擬鋼板等鋼結(jié)構(gòu)，對(duì)于混凝土板殼，新手可能對(duì)內(nèi)部的配筋方式，以及前后處理方法可能存在各種問(wèn)題。實(shí)際上，ABAQUS提供了鋼筋混凝土板配筋的接口，這種“寫(xiě)入式”而不進(jìn)行直接建模的方法通常比較冷門(mén)且后處理相對(duì)不主流。今天喵星人就通過(guò)一個(gè)教程教你學(xué)會(huì)鋼筋混凝土殼單元的前處理與后處理。
0.前提
使用板殼單元的有限元模擬必須有兩個(gè)前提：
1、板殼力學(xué)及殼單元通常應(yīng)用于一個(gè)方向尺寸遠(yuǎn)小于另外兩個(gè)方向
基于ABAQUS的超高性能混凝土UHPC單元失效刪除仿真模擬7個(gè)月前
利用關(guān)鍵詞*Concrete failure來(lái)實(shí)現(xiàn)，UHPC混凝土單元失效刪除的仿真模擬
目前只能通過(guò)動(dòng)態(tài)顯式求解來(lái)定義關(guān)鍵詞
*Concrete failure，type=strain（或displacement）
拉伸開(kāi)裂應(yīng)變（或位移），壓縮非彈性應(yīng)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
ABAQUS二維混凝土細(xì)觀靜力學(xué)單軸壓縮損傷破壞模擬
https
Abaqus 光圓鋼筋混凝土拉拔案例教學(xué)9個(gè)月前
1、 引言
本教學(xué)聚焦于土木工程中鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能領(lǐng)域，通過(guò) Abaqus 有限元分析軟件開(kāi)展光圓鋼筋混凝土拉拔過(guò)程仿真建模實(shí)踐教學(xué)。課程以典型拉拔工況為對(duì)象，系統(tǒng)講解從幾何建模、材料定義、網(wǎng)格劃分到載荷施加及結(jié)果分析的全流程操作。
2、 幾何模型與材料參數(shù)
（1） 模型構(gòu)建：
本教學(xué)中涉及的部件模型均通過(guò) abaqsu軟件自帶的制圖功能繪制。鑒于課程核心聚焦于方法講解，因此不再展開(kāi)闡述部件建模的具體操作環(huán)節(jié)
