細觀力學
關注創建者：不二的斑馬 創建時間：2018-09-20
細觀力學的視頻教程
ABAQUS中內置的SMA本構模型（無需UMAT）
采用文獻《用Auricchio ＆ Sacco 本構模型分析形狀記憶合金的力學性能》和《形狀記憶合金的細觀力學本構模型》中的數據、使用ABAQUS內置的SMA本構模型，詳細講解了各參數的含義，資料包括 文獻、PPT資料、視頻和inp文件。
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細觀力學的實例教程
細觀力學包括實驗、理論和計算這3個緊密聯系的方面。實驗提供了細觀力學的物理依據，理論研究提供了物理規律的抽象模型和基本理論，計算分析則是一種有效的仿真和實驗手段。
下載地址：塑性力學同濟大學
abaqus建立三維橢球模型，主要用于有限元細觀力學分析，建立幾何模型
作者：黃爭鳴 著
出版社：科學出版社
出版日期：2004-9-1
ISBN：7030137795
字數：225000
印次：2
版次：1
紙張：膠版紙
內容提要
本書系統介紹了分析求解纖維增強復合材料彈-塑性和極限強度性能的公式化細觀力學理論，包括單向復合材料的彈性常數、橋聯模型、單向復合材料的強度、層合板的剛度與強度、熱應力計算以及計算機程序等。根據本書介紹的理論，讀者只需要知道纖維和基體的性能參數以及纖維體積含量等幾何數據，就可以預報復合材料層合板結構在任意載荷下的最大承載能力。
本書既可以作為有關專業的大學本科生和研究生教材和大學“材料力學”的補充教材，也可以作為航空、航天、力學、土木、交通、化工、船舶、汽車、機械、材料等領域的研發以及工程技術人員的參考書。
展開 文 / 蘇格拉偉
對于復合材料的力學分析和研究大致可分為材料力學和結構力學兩大部分，習慣上把復合材料的材料力學部分稱為復合材料力學，而把復合材料結構(如板、殼結構)的力學部分稱 為復合材料結構力學，有時這兩部分也統稱為復合材料力學。復合材料的材料力學部分按采用力學模型的精細程度可分為細觀力學和宏觀力學兩部分，下面分別說明這三種力學分析方法的基本特點。
1. 細觀力學
它從細觀角度分析組分材料之間的相互作用來研究復合材料的物理力學性能。它以纖維和基體為基本單元，把纖維和基體分別看成是各向同性的均勻材料，根據材料纖維的幾何形狀和布置形式、纖維和基體的力學性能、纖維和基體之間的相互作用(有時應考慮纖維和基體之 間界面的作用)等條件，來分析復合材料的宏觀物理力學性能。這種分析方法比較精細但相當復雜，目前還只能分析單層材料在簡單應力狀態下的一些基本力學性質，例如材料主軸方向的彈性常數及強度。
此外，由于實際復合材料纖維形狀、尺寸不完全規則和排列不完全均勻，制造工藝上的差異和材料內部存在空隙、缺陷等，細觀力學分析方法還不能完全考慮材料的實際情況，需進一步研究。以細觀力學分析復合材料性質，在復合材料力學的學科范圍內是不可缺少的重要組成部分，它對研究材料的破壞機理、提高復合材料性能、進行復合材料和結構設計 將起到很大作用。
ANSYS和ABQAUS都可以建立復合材料細觀模型，進行相關的研究。
2. 宏觀力學
它從材料是均勻的假定出發，只從復合材料的平均表觀性能檢驗組分材料的作用來研究復合材料的宏觀力學性能。它把單層復合材料看成均勻的各向異性材料，不考慮纖維和基體的具體區別，用其平均力學性能表示單層材料的剛度、強度特性，可以比較容易地分析單層和疊層材料的各種力學性質，所得結果較符合實際。宏觀力學的基礎是預知單層材料的宏觀力學性能，如彈性常數、強度等。
展開 細觀層次下，混凝土是由粗骨料、砂漿和二者界面區組成的三相復合材料，其中界面區是最薄弱的環節，因而銹脹裂縫也往往在此處萌生和擴展。為研究細觀層次下保護層的銹脹開裂過程，北京工業大學的杜修力（第一作者）和金瀏（通訊作者）兩位學者采用基于ABAQUS建立了用以計算保護層銹脹開裂細觀有限元模型，并在《Engineering Failure Analysis》上發表了題為“Meso-scale numerical investigation on cracking of cover concrete induced by corrosion of reinforcing steel”的研究成果。有限元模型中，粗骨料采用隨機骨料的投放方法，骨料體積含量高達46.5%。并討論了保護層厚度，骨料分布和鋼筋位置對于保護層銹脹開裂過程力學反應的影響。
內容簡介
現有的預測保護層銹脹開裂數值模型中，大多采用宏觀模型，即假設混凝土為均質材料，而實際上混凝土是是由粗骨料、砂漿和二者界面組成的多相復合材料。在宏觀層次下，無法體現各相材料對于保護層銹脹裂縫萌生和擴展的影響，因此有必要采用細觀力學模型研究保護層的銹脹開裂過程及力學反應。作者所建立的不同保護層厚度下鋼筋混凝土細觀數值模型如圖1所示，其中混凝土模型的截面尺寸為150mm×150mm，鋼筋直徑為16mm，骨料體積含量為46.5%，保護層厚度分別為20-40mm。
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在基于ABAQUS開展混凝土細觀力學模擬時，數字化重建技術是構建能夠真實反映混凝土內部多相結構（如骨料、砂漿、界面過渡區ITZ及孔隙等）的關鍵前置步驟。
對混凝土中各組分分別設置材料屬性，如進行混凝土細觀力學分析時，可采用EasyCDP Mortar&ITZ插件快速設置混凝土損傷塑性材料模型參數。
將混凝土細觀模型中的砂漿、骨料、ITZ部件進行裝配。
混凝土細觀模型三維重建的有限元模擬為優化混凝土配比設計、評估耐久性劣化行為及預測結構服役壽命提供關鍵數據支撐，同時推動細觀力學理論與先進成像技術的深度融合，具有重要的學術價值與工程應用前景。
再生混凝土力學性能受再生骨料比例、強度等多方面影響，通過有限元方法對再生骨料混凝土模擬對評估混凝土抗壓強度有重要意義。本案例通過CAD隨機多面體3D插件建立隨機分布的混凝土再生粗骨料模型，并將模型導入ABAQUS內，通過對再生骨料及普通骨料的設置，進行再生混凝土的軸壓力學研究。
在AutoCAD軟件內，采用CAD隨機多面體3D V1.0插件建立混凝土骨料
它結合了微觀和宏觀兩個尺度的有限元分析，能夠在多尺度上捕獲材料的細觀力學響應。
Direct FE2 的原理：
Direct FE2 是一種強耦合多尺度方法，其核心思想是在每個宏觀積分點處嵌套一個細觀有限元模型，以實現宏觀響應與微觀行為之間的直接相互作用。
宏觀有限元（FE）模型：
描述宏觀結構的整體變形和力學行為。
針對混凝土材料的細觀力學分析可建立其宏觀力學行為與細觀組分的關系，進而改進混凝土宏觀唯象理論的不足，推進混凝土細觀仿真的發展，解決試驗條件限制及資源浪費。本案例在ABAQUS軟件內，建立隨機投放的三維球體骨料及圓柱體混凝土試件，基于損傷力學模型，進行準靜態軸心受壓試驗，研究混凝土圓柱試件的裂縫開展。
對此問題，細觀力學有些方法，比如<strong>作用力反作用力法，體積平均法</strong>等，但也有人認為對于細觀結構，作用力反作用力法 不太合理。
</p><h1><br></h1><h1>?? 應用領域</h1><p>AbyssFish_RandomPolygon2D插件適用于生成二維隨機多邊形及界面過渡區混凝土細觀模型，廣泛應用于混凝土材料的細觀尺度模擬、力學性能分析和耐久性研究等領域。
1 引言
本文運用CAD插件進行模型建立，并將模型導入Abaqus內，實現了隨機骨料模型建模，極大地簡化了混凝土細觀力學研究的工作量。結合了參數化建模的思想，提出球形骨料生成算法，在此基礎上進一步提出多面隨機剖切算法,生成了隨機凸型多面體骨料模型。同時,采用干涉判別算法,分別對球形骨料和多面體骨料進行了投放試驗，形成包含骨料、砂漿、過渡區在內的三相混凝土模型。
該模型沒有考慮損傷的各項異性，因為通常很難對損傷的各項異性進行合理的表征
這里需要說明的是原始GTN模型孔洞體積分數通常由兩部分組成，即新孔洞的形成和原始孔洞的生長
通常認為孔洞的生長由宏觀塑性應變的靜水部分控制
而孔洞的形核由塑性應變（應力）的偏應變（應力）控制，并遵循統計規律，并由形核平均應變，平均應變標準差，形核對應的平均體積分數進行統計表征
GTN模型的提出是細觀力學發展最重要的一個里程碑
