抗壓、抗拉的案例
混凝土應力應變曲線繪圖軟件 混凝土本構關系 ￥196
混凝土單軸受拉應力應變曲線依據附錄C中的C.2.3節確定，計算公式為：
混凝土單軸受壓應力應變曲線依據附錄C中的C.2.4節確定，計算公式為：
根據《混凝土結構設計標準》中規定，混凝土本構關系中的單軸抗壓/抗拉強度代表值可根據實際結構分析需要分別選取軸心抗壓/抗拉強度標準值、強度設計值、強度平均值。
根據4.1.3節，軸心抗壓強度及軸心抗拉強度標準值按下式計算：
其中，棱柱強度與立方強度之比值αc1：對C50及以下普通混凝土取0. 76；對高強混凝土C80取0. 82，中間按線性插值；C40以上的混凝土考慮脆性折減系數αc2：對C40 取1.00，對高強混凝土C80 取0.87，中間按線性插值。
根據4.1.4節，混凝土的強度設計值由強度標準值除以混凝土材料分項系數1.40確定。
根據附錄C.2.1節，混凝土的抗壓強度及抗拉強度的平均值由下列公式計算：
其中混凝土強度的變異系數依據附錄C.2.1節中的表2取用。
混凝土材料的彈性模量根據4.1.5節以其強度等級值按照下列公式計算：
由附錄C.2.2節，混凝土本構模型適用于混凝土強度等級C20~C80；混凝土質量密度2200kg/m3~2400 kg/m3;正常溫度、濕度環境；正常加載速度等條件。現有混凝土的強度和應力-應變本構關系大都是基于正常環境下的短期試驗結果。
展開 基于Digimat的混凝土等效彈性模量研究
圖9 孔隙所占的水泥砂漿體積比對混凝土等效彈性模量的影響
結論
(1)基于Digimat，將混凝土作為由水泥砂漿、粗骨料、界面、孔隙和微裂縫組成的多相復合材料，將含有孔隙和微裂縫的水泥砂漿作為基體，粗骨料和其包裹粗骨料的界面看作是球形顆粒，作為夾雜相，建立了混凝土模型，分別計算出等效抗壓和抗拉彈性模量值。結果表明，模型預測值與試驗測定值較為吻合。
(2)隨著粗骨料體積比的增加混凝土的等效彈性模量成指數增加；在粗骨料體積比相同的情況下，混凝土的抗壓彈性模量大于抗拉彈性模量。另外，粗骨料體積百分比在40%至70%之間時，該模型計算值與試驗測定值相對誤差較小，而大壩混凝土粗骨料體積百分比一般在該區間，故為預測大壩混凝土等效彈性模型提供了較為合理的參考值。
(3)各組相力學特性對混凝土的等效彈性模量均有較大影響。隨著水泥砂漿彈性模量的增加混凝土等效彈性模量隨之增加；隨著粗骨料縱橫比的增加混凝土等效彈性模量呈上升趨勢；孔隙所占水泥砂漿體積比增加混凝土等效彈性模量減小。
(4)通過計算表明該模型在一定程度上能夠反映出細觀上的粗骨料所占不同體積百分比對混凝土抗拉和抗壓彈性模量的影響以及分析了水泥砂漿彈性模量、粗骨料縱橫比和孔隙所占水泥砂漿體積比對混凝土彈性模量的影響。此模型既可以用于預測混凝土的抗壓和抗拉彈性模量，也能優化混凝土的材料性能。
展開 基于Digimat的混凝土等效彈性模量研究
圖9 孔隙所占的水泥砂漿體積比對混凝土等效彈性模量的影響
結論
(1)基于Digimat，將混凝土作為由水泥砂漿、粗骨料、界面、孔隙和微裂縫組成的多相復合材料，將含有孔隙和微裂縫的水泥砂漿作為基體，粗骨料和其包裹粗骨料的界面看作是球形顆粒，作為夾雜相，建立了混凝土模型，分別計算出等效抗壓和抗拉彈性模量值。結果表明，模型預測值與試驗測定值較為吻合。
(2)隨著粗骨料體積比的增加混凝土的等效彈性模量成指數增加；在粗骨料體積比相同的情況下，混凝土的抗壓彈性模量大于抗拉彈性模量。另外，粗骨料體積百分比在40%至70%之間時，該模型計算值與試驗測定值相對誤差較小，而大壩混凝土粗骨料體積百分比一般在該區間，故為預測大壩混凝土等效彈性模型提供了較為合理的參考值。
(3)各組相力學特性對混凝土的等效彈性模量均有較大影響。隨著水泥砂漿彈性模量的增加混凝土等效彈性模量隨之增加；隨著粗骨料縱橫比的增加混凝土等效彈性模量呈上升趨勢；孔隙所占水泥砂漿體積比增加混凝土等效彈性模量減小。
(4)通過計算表明該模型在一定程度上能夠反映出細觀上的粗骨料所占不同體積百分比對混凝土抗拉和抗壓彈性模量的影響以及分析了水泥砂漿彈性模量、粗骨料縱橫比和孔隙所占水泥砂漿體積比對混凝土彈性模量的影響。此模型既可以用于預測混凝土的抗壓和抗拉彈性模量，也能優化混凝土的材料性能。
展開 巖爆預測文獻回顧(Prediction of Rock Burst) (5) [2006-2008]
Zhu (2008) <Rockburst prediction analysis based on v-SVR algorithm>選擇巷道壁巖石的最大切向應力、巖石單軸抗拉強度、巖石單軸抗壓強度、彈性能量指數作為參數，提出了基于v-SVR（支持向量回歸support vector regression）的巖爆預測模型方法。結果顯示該方法比灰色理論和經典的SVR更準確，與GA-BP神經網絡算法相似。
Ding (2006) <The Research of Prediction Technology of Rock Burst> 根據巖爆問題和聲發射技術的發展，總結了聲發射和巖石的特征參數，采用由簡單的BP網絡組成的多神經網絡分類器，按(順序)合成參數來預測巖爆。Yang (2008) <Prediction Forecast of Rockburst Based on RBF Neural Network> 利用神經網絡工具箱RBF網絡進行巖爆預測。Wei (2008) <Combined optimization model of rock-burst prediction based on chaos optimization and BP neural networks> 將混沌優化算法與BP神經網絡算法相結合，預測淮北礦務局石臺煤礦的巖爆。
Song (2007) <Study on rockburst intensity prediction method based on gray relational analysis theory> 選擇原位應力值、巖石抗壓和抗拉強度、巖石彈性能量指數等作為巖爆控制參數，采用灰色關系分析理論預測地下巖石工程是否會發生巖爆以及巖爆強度的大小。
展開 
【設計基礎】常用鑄鐵件和種類與應用
綜合力學性能低，抗壓強度比抗拉強度高約3～4倍。吸振性好。彈性模量較低。
應用：形狀可以復雜，結構允許不對稱。有箱體性、筒性等，例如，用于發動機的汽缸體、筒套、各種機床床身、底座、平板、平臺等鑄件。
二、球墨鑄鐵件
流動性與灰鑄鐵相近；體收縮比灰鑄鐵大，而線收縮小，易形成縮孔、疏松。綜合力學性能較高，彈性模量比灰鑄鐵高；抗磨性好；沖擊韌性、疲勞強度較好。消振能力比灰鑄鐵低。
應用：一般多設計成均勻壁厚；對于厚大斷面件，可采用空心結構，如球墨鑄鐵曲軸軸頸部分。
三、可鍛鑄鐵件
流動性比灰鑄鐵差；體收縮很大， 退火后，最終線收縮很小。退火前， 很脆，毛坯易損壞。綜合力學性能稍次于球墨鑄鐵，沖擊韌性比灰鑄鐵大3～4倍。
應用：由于鑄態要求白口，一般是薄壁均勻件，常用厚度為5～16mm。為增加其剛性，截面形狀多為工字形、丁字形或箱形，避免十字形截面；零件突出部分應用肋條加固。
四、鑄鋼件
流動性差，體收縮、線收縮和裂紋敏感性都較大。綜合力學性能高；抗壓強度與抗拉強度幾乎相等。吸振性差。
應用：結構應具有最少的熱節點，并創造順序凝固的條件。相鄰壁的連接和過渡更應圓滑；鑄件截面應采用箱形和槽形等近似封閉狀的結構；一些水平壁應改成斜壁或波浪形； 整體壁改成帶窗口的壁，窗口形狀最好為橢圓形或圓形，窗口邊緣須做出凸臺，以減少產生裂紋的可能。
五、錫青銅和磷青銅件
鑄造性能類似灰鑄鐵。但結晶范圍大，易產生縮孔；流動性差；高溫性能差，易脆。強度隨截面增大而顯著下降。耐磨性好。
應用：壁厚不得過大；零件突出部分應用較薄的加強肋加固，以免熱裂；形狀不易太復雜。
展開 應用不同計算模型的巖石/混凝土單軸抗壓試驗簡單對比
單軸抗壓試驗
簡介：
（1）模擬單軸抗壓、抗拉試驗的應力-應變曲線；
（2）SOLID185；
（3）KEYOPT（2）=1；
（4）位移加載；
（5）單位：N，m，kg，s。
1.無節理巖石：
（1）組合各向同性的Mohr-Coulomb屈服面（剪切破壞）和各向同性的Rankine屈服面（拉伸破壞）；
（2）具有殘余強度參數的理想塑性；
（3）彈性參數：E=20GPa，ν=0.2。
強度參數：
1）初始/殘余摩擦角：30°/ 20°；
2）初始/殘余內聚力：8.7 MPa / 7.0 MPa；
3）剪脹角度：15°；
4）初始/殘余拉伸強度：3.0MPa / 2.4MPa；
5）無節理。
計算結果如下：
單軸壓縮試驗、Mohr-Coulomb破壞
抗壓強度：30MPa
殘余壓縮強度：20MPa
單軸拉伸試驗、Rankine破壞
抗拉強度：3.0MPa
殘余拉伸強度：2.4MPa
2.存在節理巖石
（1）垂直于加載方向引入一個附加節理組；
（2）節理破壞由各向異性莫爾-庫倫屈服面（剪切破壞）和各向異性張力截斷屈服面（拉伸破壞）；
（3）節理強度參數：
①初始/殘余摩擦角：25°/ 15°；
②初始/殘余內聚力：1.0 MPa / 0.8 MPa；
③剪脹角度：10°；
④初始/殘余拉伸強度：0.5 MPa / 0.1 MPa。
展開 智能服裝或是可穿戴的下一個“爆款”
另外，還要滿足智能服裝的機械特性，抗壓、抗拉、抗折、抗揉洗等等。
要滿足電氣性能非常難，我們現在做的智能衣物是微型的，能不能把傳感器和計算電路做到纖維級，這是目前可穿戴智能服裝的一個突破口。另外，把晶體管之類的東西做到纖維里，也是一個研究方向。
傳統紡織工業做的是導電纖維，這種纖維價格很貴，而且傳輸能力差。另外，即使有了導電纖維，下一步要跟芯片連接起來也很困難。目前，像衣服一樣柔軟的計算電路還沒有出現，集成電路也沒有發展到那么柔軟的程度。
可以說，智能服裝不能僅突出前衛、智能的體驗，還應該解決服裝最基本的元素：實穿性。顯然，沒有人愿意穿著一款布滿20個LED燈的衣服，只是為了通過燈光感受到自己的情緒。從實穿性角度來看，目前的智能服裝仍比不上高級定制禮服。
展開 外墻內保溫如何施工？現場示例！
工藝原理
本工程所處地域氣候空氣濕度大，夏冬氣候極端明顯，針對此特點材料性能作出要求：（1）保溫板模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）：導熱系數小、具有吸收熱濕應力，即使在罕見的氣候條件下出現水蒸氣凝結并且結冰，自身結構也不會破壞、自重輕，且具有一定的抗壓、抗拉強度、耐酸堿，具有很好地使用耐久性。（2）紙面石膏板：抗潮濕能力差，無法固定較重的飾品。（3）裝飾過程中極易造成裝飾踢腳線固定不牢固、易脫漏問題。
工藝流程
工藝流程：基層處理（砼墻面打磨、涂刷界面劑）→四周彈線定位→配專用粘接砂漿→粘貼復合保溫板→檢查校平→錨固件固定→嵌縫膏嵌縫、粘貼接縫加固→抹嵌縫膏找平→打磨、修補。
1、基層處理（砼墻面打磨、涂刷界面劑）、四周彈線定位：墻體表面應平整順直，按照“一戶一驗”要求對每戶進行檢查方正性檢查，包括鋁膜施工免抹灰墻面，整體垂平度偏差不應大于4mm。基層砼墻面需要打磨消除表面浮漿、油脂，完成后涂刷墻體界面劑防止空氣水分等滲透，有效保障材料之間粘接度，起到的是保障裝飾的作用。
鋁膜免抹灰墻面檢查
抹灰墻面檢查
涂刷墻體界面劑
2、專用粘接砂漿、粘貼保溫板、檢查校平：使用保溫板專用粘接劑采用點粘法進行施工，點粘法控制要點，板與基層墻體的粘貼面積不應小于板面積的30%，在門窗洞口四周、外墻轉角和兩端及距頂面和地面100mm處，均應采用通長粘結，且寬度不應小于50mm。
展開 粘合塊體模擬BBM---Bonded Block Modeling
在高應力的深部露天采礦和地下采礦過程中，靠近開挖面的巖體經常會發生剝落破壞，這種破壞形式是巖體受到拉伸破壞的結果，類似于單軸抗壓強度和抗拉強度試驗觀察到的現象(巖石力學---從物理試驗到數值試驗)。這種低圍壓高應力的拉伸破壞很難使用傳統的數值模擬方法和本構模型表示裂縫的擴展過程。在基于連續介質的斷裂力學有限元中，裂縫的擴展和傳播過程通常使用XFEM來模擬，例如Abaqus(Abaqus 2021 擴展有限元 XFEM新功能)。而離散元采用了不同的途徑模擬巖體裂縫的擴展。這個筆記簡要回顧了離散元模擬裂縫擴展的方法，特別強調了粘合塊體模擬BBM---Bonded Block Modeling。
2 模擬方法
離散元模擬裂縫擴展的方法有三種：第一種方法是使用voronoi單元，早期模擬巖石脆性斷裂主要使用這種方法，而且這種方法目前還在繼續使用(二維Voronoi 塊體生成方法; 三維Voronoi塊體的單軸抗壓強度試驗); 第二種方法是粘結顆粒模擬BPM(Bonded Particle Modeling)，大約在上世紀90年代中期，離散元(PFC,UDEC,3DEC)的提出者Cundall發現如果用顆粒(ball)的組合表示巖石，然后在模型中插入節理面，那么巖石的斷裂有可能沿著顆粒之間的接觸發生，也有可能沿著節理面擴展，這一思想導致了后來BPM和合成巖體SRM的提出(離散斷裂網絡(DFN)[P4]: 創建一個合成巖體SRM)；第三種方法是粘合塊體模擬BBM(Bonded Block Modeling)，這種方法借用了BPM的發展思路，但是又不同于BPM。
3 BBM應用
粘合塊體模擬BBM是3DEC使用的一種分析巖體裂縫擴展和巖體破碎的方法。
展開 新型裝配式外掛墻板節點構造技術研究
彈性階段分析：直接通過查看有限元模型分析的Mises應力，通過與材料的抗壓、抗拉應力值進行比較，來判斷材料是否安全。
3.4 荷載加載
模型中設置兩個荷載步：第一個荷載步施加1.0倍支座反力，支座反力大小為Rvnk=-66.11kN，Rhnk=16.73kN，Hnk=1.55kN，考察在正常使用工況下該節點的應力、位移情況。第二荷載步逐步施加5.0倍支座反力，大小Rvnk=-330.55kN，Rhnk=83.65kN，Hnk=7.75kN，考察在荷載逐漸增大的情況下位移的變化情況，繪制荷載與位移相關曲線，分析該模型的極限承載能力。
3.5應力情況
應力方面上部分角鋼與肋板的最大應力為206.7N/mm2，出現的部位位于圓環邊側，該位置為與底部墊片焊接的約束位置，應力云圖如圖四所示，設計強度為305N/mm2，滿足設計要求。
圖四 角鋼應力云圖
Fig4. stress nephogram of angle iron
下部分鋼墊片與鋼底座采用Q355，其設計強度為305N/mm2，具體應力云圖如圖五所示。鋼支座應力最大應力為326.7N/mm2，出現的位置位于荷載偏心側鋼底座與鋼墊片接觸的角部邊緣位置，此部分應力產生是在外部荷載作用下，上部角鋼有向外傾覆的趨勢，墊片與底座在角部邊緣接觸位置出現的承壓應力，局部承壓強度為400N/mm2，均滿足設計強度要求。鋼墊片在中間孔壁局部承壓，應力大小為214.8N/mm2，局部承壓強度為400N/mm2，計算結果滿足設計要求。
(a)墊片應力云圖
(b)底座應力云圖
圖五 應力云圖
Fig5. stress nephogram
3.6 位移情況
整個模型最大位移為0.7814mm，位移最大的位置出現在角鋼頂部位置，該位置為未約束的自由端，位移云圖如圖六所示。
展開 汽車CAE仿真知識點整理
考慮到實際的滾子是接觸傳力，所以應該采用抗壓不抗拉的非線性彈簧單元進行建模（非線性剛度，所以必須是非線性工況）。
根據接觸傳力的特點：
1. 接觸面的力的方向垂直于曲面法向
2. 滾子受力若要平衡，兩端的力必須要在同一條直線上
取一個滾子位置演示如何在HyperMesh中進行建模
Step 1. 從整體模型中取出一個滾子的部分
Step 2. 沿著這個部分的中心位置切開，并按照彈簧的數量撒點（假定是10根彈簧，彈簧的剛度參數需要通過實驗對標得到具體值）
Step 3. 創建彈簧所在位置的線，在geom > lines面板里的工具從邊上的點沿著中心點方向拉伸。
結果如下:
Step 4. 創建彈簧的位移-力曲線
Step 5. 創建pbush1D屬性
注意！
這里的K用于線性靜態分析/模態分析等線性工況（這時cbush1D會自動轉化為cbush）
Step 6. 將spring單元類型為cbush1D
Step 7. 劃分單元，每條線一個單元
結果如下：
需要設置非線性迭代卡片，輸出卡片、工況等關鍵字才能起作用。這部分是求解器的內容了，有興趣的可以下載下面的例子進一步學習。
展開 
建筑結構抗震設計的核心：概念設計
結構側向剛度沿豎向宜均勻變化
豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小、避免側向剛度和承載力突變。
1）剛度如太小，則地震時的側移大，導致非結構構件和結構構件的破壞加重；剛度如太大，則地震力將增加。
2）結構的抗剪、抗彎、抗壓、抗拉、抗扭等強度均應滿足抗震要求。
3）四強四弱：
①強柱弱梁；②強剪弱彎；③強節點弱構件；④強壓弱拉。
整體為彎曲變形而非剪切變形
盡量避免扭轉變形。
04 采用高強輕質的材料
充分發揮構件材料性能：延性（變形能力）要強。結構在保持一定強度條件下，如具有穩定的塑性變形能力，則在地震中可消耗輸入于結構的地震能量，減少地震力，防止結構發生嚴重脆性破壞或倒塌。
展開 結構設計基本知識清單
答：立方體抗壓強度、軸心抗壓強度、抗拉強度。立方體抗壓強度：邊長為150mm的立方體標準試件，在20℃±2℃的溫度和相對濕度在95％以上的潮濕空氣中養護28d，依照標準制作方法和試驗方式測得的抗壓強度值。
8、公路橋涵結構上作用的類型分為：
永久作用（恒載）：在設計使用期內，其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可忽略不計的作用。
可變作用：在設計使用期內，其值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可忽略的作用。
偶然作用：在設計使用期內，不一定出現，但一旦出現，其值很大且持續時間很短的作用。
9、預應力損失的原因有：（1）預應力鋼筋與管道壁間摩擦引起的應力損失 （2）錨具變形，鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應力損失（3）鋼筋與臺座間的溫差引起的應力損失
（4）混凝土彈性壓縮引起的應力損失（5）鋼筋松弛(徐舒)引起的應力損失（6）混凝土的收縮和徐變引起的應力損失
10、預應力混凝土受彎構件的破壞過程包括哪幾個階段以及各階段若干不同的受力過程。
答：答：施工階段：（1）預加應力階段，此階段是指從預加應力開始，至預加應力結束(即傳力錨固)為止。（2）運輸安裝；使用階段：此階段是指橋梁建成通車后的整個使用階段。分為如下幾個受力狀態（根據構件受力后可能出現的特征狀態）：消壓、開裂、帶裂縫工作；
破壞階段：預應力混凝土受彎構件在破壞時預加應力損失殆盡，故其應力狀態和普通鋼筋混凝土構件相類似，其計算方法也基本相同。
轉自CAE技術聯盟微信平臺
展開 塑膠的結構設計：加強筋篇（上）
對于抗拉和抗壓不相同的材料，如鑄鐵抗壓>抗拉，塑膠抗拉>抗壓，在選擇橫截面形狀時，最好選擇關于中性軸不對稱的形狀，如采用T形截面(上右圖)，同時使截面的中性軸偏于強度較弱的一邊，從而使材料充分發揮作用。
c）根據彎矩分布規律布置選擇合理截面
2）降低最大彎矩
a）合理安排支座位置，也就是盡量減小梁的跨度
。由于撓度與跨長L的高次方成正比，因此設法縮短梁的跨長，將能顯著減小梁的變形。
b）增加支座
c）載荷盡量靠近支座
d）合理配置載荷
由于為了閱讀體驗，篇幅不宜過長，本篇暫介紹到這里，下篇再接著介紹加強筋的另外兩個設計原則：外觀質量原則和加工工藝原則。
END
展開 綜述：混凝土3D打印技術的研究與發展
2) 可建造性
可建造性是評估混凝土材料可打印性能的另一個關鍵參數，即材料在自重和上層壓力作用下保持其擠出形狀的能力以及沉積的新鮮材料在負載下抗變形能力。在 3D 打印混凝土過程中，由于該技術省去了模板，很容易出現打印層的層間缺陷或沉降。可建造性是衡量結構早期剛度的指標，良好的可建造性是3D 打印混凝土的基本要求。
除了提高骨料用量之外，礦物摻合料和外加劑的摻入也會對建造性做出積極的貢獻。目前的多數研究中表明，可以通過調控流變性能，以此獲得水泥基材料 3D 打印建造性。
3) 層間粘結強度
3D 打印混凝土施工過程中漿料是一層層堆積成整體的，漿料的力學性能不僅要支撐自己本身的重量，還要足以承受隨后在其上層堆積的漿料重量。因此，考慮其施工工藝特點的前提下，3D 打印混凝土除了與常規混凝土一樣對抗壓強度有著較高要求以外，層間黏結強度是維持結構穩定的必要條件，這也是 3D 打印混凝土性能較為特殊的方面之一。
然而，混凝土打印層之間的剪應力和拉應力傳遞機制是比較復雜的，它們涉及不同相互作用力的組合，打印層可能在長絲之間以及層與層之間產生薄弱部位或冷縫，并可能在壓、拉、彎等應力作用下沿這些縫進行力的傳遞，從而削弱構件的承載能力。對于 3D 混凝土材料而言，需在保證層間黏結牢固與自身強度發展速度能支撐自重之間找到平衡。
影響黏結強度的關鍵因素：
l 層間打印間隔時間；
l 層間表面的含水率；
4) 凝結時間
打印材料一方面需要較長的凝結時間以獲得良好的流動性和擠出性，同時，還需要較短的凝結時間以獲得足夠的早期強度。
展開 