單軸受壓本構模型
關注創建者：匿名 創建時間：2022-02-21
單軸受壓本構模型的視頻教程
ABAQUS精品課A25—基于CDP模型混凝土破碎鋼筋UHPC混凝土軸壓模擬（附UHPC本構）
具體內容如下： 1、鋼筋UHPC混凝土詳細建模過程 2、UHPC混凝土本構模型 3、準靜態軸壓模擬關鍵設置 4、基于CDP模型混凝土軸壓破碎設置
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ABAQUS精品課A15—碳纖維CFRP包裹鋼筋再生混凝土軸壓模擬（附再生混凝土本構模型）
具體內容如下： 1、CFRP包裹軸壓詳細建模過程 2、CFRP、混凝土和鋼筋間的接觸 3、再生混凝土CDP本構模型 4、CFRP模型參數與Hashin損傷 5、CFRP每一層應力和變形的查看
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單軸受壓本構模型的實例教程
Concrete01材料是以Kent—Scott—Park提出單軸受壓本構模型為骨架曲線，且不考慮混凝土抗拉強度，骨架曲線如下圖所示：
重復荷載下的滯回規則采用Karsan—Jirsa提出的加卸載模型，其卸載路徑和再加載路徑均采用相同的直線，且考慮剛度線性退化，其模型圖如下圖所示：
Opensees中Concrete01材料的調用語句為：
其中，$matTag為材料編號（應為整數）；$fpc為混凝土峰值抗壓強度（
如做立方體抗壓強度試驗，則按試驗值取值；若無試驗，則取軸心抗壓強度）；$epsc0為與混凝土峰值抗壓強度對應的峰值應變（
常取0.002）；$fpcu為混凝土壓碎時的極限強度；$epsU為混凝土達到極限強度時對應的極限應變（
其中$epsc0與$epsU按照自己選用的本構模型進行計算。比如Mander模型和過鎮海模型計算的結果是不同的）。
需要說明的是，在定義參數時
混凝土的強度和應變均已受壓為負，
混凝土的初始彈性模量E0默認為2倍峰值應力除以峰值應變。
例如：
uniaxialMaterial Concrete01 1 -25 -0.002 -5 -0.005
以上為作者的觀點及經驗，不一定是正確的，望各位讀者多加思考??！
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UMAT子程序付費后可見。
<p class="ql-align-justify">本內容基于韓林海的約束混凝土模型所制作的Excel，可用于將其輸入直接到ABAQUS中，用于建立鋼管約束混凝土型，具體如下：</p><p class="ql-align-justify">模型介紹：</p><p class="ql-align-justify">本模型基于<span style="color: rgb(25, 27, 31);">韓林海</span>所開發的約束混凝土應力應變關系模型，以及損傷因子，其中受壓本構以及受拉本構以及其損傷因子均有，且附帶鋼材料的二次流塑模型，可直接輸入abaqus進行分析，均具有完美下降段。</p><p class="ql-align-justify"><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png" style="display: inline-block;" data-regular="true"><img src="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202511/attachment/66d3ae0e7f464f3c8a0a386084e4e134.png?
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一、ABAQUS自帶Tresca本構與VUMAT對比
二、Tresca本構模型介紹
以下， 粗體符號表示向量或矩陣，上標“T”表示向量轉置。
當屈服函數f（σ）的值為零時，材料屈服。這里σ是應力張量（為列矩陣）。如采用相關聯的流動法則，則無窮小的塑性應變增量為
式中，a是屈服函數的梯度，dλ是一個非負塑性乘子（non-negative plastic multiplier）。
如果在分析增量步j 和 j+1之間施加一個應變增量Δε，則應力根據下式進行更新
式中，εj 是增量步 j 之后的總應變，Dep是無窮小彈塑性本構矩陣。
由于Dep高度依賴于σ，因此上式（4.2）通常取近似解。應變增量dε由彈性增量dεe和塑性增量dεp組成，因此：
根據胡克定律得到彈性應力增量如下：
式中D是彈性本構矩陣。
結合式（4.1）與式（4.4）可得：
綜上可得下圖中的徑向映射法則（radial return mapping）：
上圖中，在增量開始時，考慮點處的應力為σA，其在，彈性區域（f<0，f 是屈服函數），當然其同樣可以位于屈服面上（f=0）。彈性預測增量為Δσe，由此預測應力為σB。通過塑性修正增量?Δσp將應力返回到屈服面上的最終應力點σC。其中Δσp由下式得出：
通常，Δσp由下式進行數值計算：
其中，下標P表示積分路徑上要計算a的點。在后向歐拉算法中，由于P對應于未知的最終應力狀態σC，因此需要迭代。
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3.1材料本構
混凝土本構由《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）推薦的公式給出，單軸受壓本構模型如式（1）-（5）所示，單軸受拉本構模型如式（6）-（9）所示。鋼筋采用雙線性本構模型，其數值由材性試驗得到。
3.2邊界條件
為節約計算成本和提高計算效率，采用1/4模型進行計算分析。
一、ABAQUS自帶Tresca本構與VUMAT對比
二、Tresca本構模型介紹
以下， 粗體符號表示向量或矩陣，上標“T”表示向量轉置。
當屈服函數f（σ）的值為零時，材料屈服。這里σ是應力張量（為列矩陣）。如采用相關聯的流動法則，則無窮小的塑性應變增量為
式中，a是屈服函數的梯度，dλ是一個非負塑性乘子
Concrete01材料是以Kent—Scott—Park提出單軸受壓本構模型為骨架曲線，且不考慮混凝土抗拉強度，骨架曲線如下圖所示：
重復荷載下的滯回規則采用Karsan—Jirsa提出的加卸載模型，其卸載路徑和再加載路徑均采用相同的直線，且考慮剛度線性退化，其模型圖如下圖所示：
Opensees中Concrete01材料的調用語句為：
其中
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UMAT子程序付費后可見。
這份資料是從事固體力學研究幾年經典推薦教程，助你在有限元仿真理論部分有更深入的理解和認識，同時對有限元材料本構模型的UMAT子程序的編寫、材料參數的設置、ABAQUS的前處理有更加深入的感悟。
附件中文件：inp單胞模型，UMAT晶體塑性經典子程序，子程序對應的經典說明，固體力學國際經典教程（Computational Methods for Plasticity），ABAQUS
