鋼材本構
關注創建者：Alex.Han 創建時間：2018-12-21
鋼材本構的視頻教程
基于abaqus中的B31梁單元對矩形鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土柱往復荷載作用下的滯回模擬
同時使用子程序中的混凝土和鋼材材料模型來對梁單元賦予混凝土本構，對鋼纖維賦予鋼材本構。模擬發現，有限元計算和試驗滯回曲線吻合良好。 （2）第二章節課程是基于某外文中的試驗中的鋼筋混凝土柱進行滯回曲線的模擬，將鋼筋通過*rebar關鍵字插入到梁截面當中，使用子程序中的混凝土和鋼材材料模型來對梁單元賦予混凝土本構，對鋼纖維賦予鋼材本構。模擬發現，有限元計算和試驗滯回曲線吻合良好。
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ABAQUS鋼管混凝土柱—鋼梁節點抗震性能模擬
ABAQUS鋼管混凝土柱—鋼梁節點抗震性能模擬? 課程介紹 課程從建模思路、部件創建、部件裝配、混凝土及鋼材本構等方面，詳細介紹了鋼管混凝土-柱-梁節點的建模與滯回分析，為常見鋼結構、混凝土結構及鋼混組合結構的建模及分析提供依據，課程框架如圖所示。
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ABAQUS精品課A29—火災下考慮材料溫度效應的鋼管混凝土沖擊
具體內容如下： 1、鋼管混凝土撞擊詳細建模過程； 2、鋼管、混凝土、落錘、支座等各部件的相互作用關系； 3、高溫下熱力耦合沖擊建模細節； 4、高溫下鋼管約束混凝土本構的使用與輸入； 5、高溫下鋼材本構的使用與輸入； 6、如何輸出關鍵曲線與后處理講解
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鋼材本構的實例教程
【Abaqus本構】看視頻制作的鋼材的二折線、三折線、四折線、五折線本構。參考自文獻：鋼管混凝土局部受壓時的工作機理研究、鋼管混凝土結構三維非線性有限元分析和設計理論的研究、Finite element modelling of concrete-filled steel stub columns underaxial compression。紅色字體為手動輸入（屈服應力和楊氏模量）；鋼材塑性直接復制綠色填充區域即可。
2025/11/29：
今天上來一看有同學買了，所以我有興趣在原有文件基礎上，做了一些調整，可以讓大家更好的使用這個本構，主要做出了以下修改：
1??原有二折線本構的極限應變取得不高，我這次改到了100倍的屈服應變。
2??原有的幾種本構取的點數太多了，其實不需要太多的點數，本構取點太多會導致模型計算量大，少取一些點對模型結果基本沒影響，abaqus軟件會自動在兩個點之間取插值。所以我給出了建議的取點，大家可以直接使用我建議的取點數就行。
3??好多人用五折線本構是用于鋼管混凝土的模型計算的，有鋼材本構而沒有混凝土本構還得麻煩大家去找混凝土的，所以我又附送了一個鋼管混凝土的混凝土的本構。
4??新增了參考文獻來源：
[1]劉威.鋼管混凝土局部受壓時的工作機理研究[D].福州大學,2005.
[2]盧明奇.鋼管混凝土結構三維非線性有限元分析和設計理論的研究[D].天津大學,2005.
展開 涵蓋的本構關系如下：
Attard無約束HPC本構【鋼柱—結構工程】
CEB修正混凝土動力強化本構【鋼柱—結構工程】
GB50010-2010—2024修訂混凝土本構【鋼柱—結構工程】
GB50010-2010無約束UHPC—2024修【鋼柱—結構工程】
ISO834升降溫曲線 鋼材熱工參數 混凝土熱工參數【鋼柱—結構工程】
Lie高溫下混凝土本構【鋼柱—結構工程】
Lin高溫后混凝土本構【鋼柱—結構工程】
Mander箍筋約束混凝土本構【鋼柱—結構工程】
Rassmussen不銹鋼本構【鋼柱—結構工程】
鄧宗才(高強)箍筋約束UHPC本構【鋼柱—結構工程】
高溫后鋼材本構【鋼柱—結構工程】
高溫下鋼材本構【鋼柱—結構工程】
韓林海鋼材五階段模型和二階段鋼材強化模型【鋼柱—結構工程】
韓林海鋼材五階段模型與動力強化本構【鋼柱—結構工程】
韓林海鋼管約束混凝土本構【鋼柱—結構工程】
黃宜良(高強)箍筋約束UHPC本構【鋼柱—結構工程】
李麗娟橡膠混凝土本構【鋼柱—結構工程】
劉威鋼管約束混凝土本構【鋼柱—結構工程】
馬亞峰無約束UHPC(PRC200)本構【鋼柱—結構工程】
沈濤無約束UHPC(RPC100)本構【鋼柱—結構工程】
陶忠鋼管約束混凝土本構【鋼柱—結構工程】
王伊鋼管約束陶瓷再生混凝土本構【鋼柱—結構工程】
肖建莊鋼管約束再生混凝土本構【鋼柱—結構工程】
肖建莊海水海砂再生混凝土本構【鋼柱—結構工程】
肖建莊再生混凝土本構【鋼柱—結構工程】
楊有福鋼管約束再生混凝土本構【鋼柱—結構工程】
圓端形鋼管約束混凝土本構【鋼柱—結構工程】
圓端形鋼管約束再生混凝土本構【鋼柱—結構工程】
粘結滑移GB50010-2010【鋼柱—結構工程】
趙秋紅鋼纖維-橡膠混凝土本構【鋼柱—結構工程】
鄭文忠高溫下預應力鋼鉸本構
展開 圖1 某典型煤棚網架結構
圖2 傳統網架支座
圖3 連接鋼板1
圖4 新型網架支座
圖5 鋼材本構關系曲線
2 有限元分析
2.1 材料本構
2.1.1 鋼材本構
支座鋼材均采用Q235鋼，在ABAQUS的鋼材本構模型中，各鋼板、鋼筋及螺栓的材料本構均采用雙折線模型（見圖5）。圖5中彈性段Es=2.06×105 MPa，屈服后Et=0.01Es，泊松比v=0.3，鋼材密度為7 850 kg/m3，材料的屈服準則采用Von Mises屈服準則[3,4]。
2.1.2 混凝土本構
混凝土本構關系采用《混凝土結構設計規范》（GB 50010—2010）附錄C.2推薦的應力—應變關系。
2.2 有限元模型的建立
2.2.1 模型尺寸
兩種網架支座的尺寸如圖6所示。
對于新型網架支座，在混凝土柱鋼筋加密區設有預留孔，預留孔在混凝土柱上但不穿透，方便對螺栓進行安裝。預留孔寬150 mm，高70 mm，徑深360 mm，頂部距離鋼筋加密區頂層685 mm。混凝土柱采用C40普通混凝土，其尺寸及配筋圖如圖7所示。
以上所有圖中尺寸單位均為mm，依據上述幾何尺寸對兩種網架支座建模。
2.2.2 單元選取
試件在有限元模擬過程中，混凝土采用三維實體單元C3D8R進行模擬，這種單元類型能夠適應較大的網格扭曲，即大應變分析問題；由于空心球支座、調節墊板，以及連接螺栓形狀的不規則性，為了建模及網格劃分的便捷，采用C3D10進行模擬；節點模型中，由于只考慮縱筋、箍筋承受的拉壓作用，不考慮彎矩的作用，故采用三維線性單元T3D2進行模擬[5,6]。
展開 本課程特點：詳細-視頻中的講解十分詳細，跟著本視頻中建模和分析一步一步來，就可以得到完美結果，一學就會）；延伸-深入講解原理性的東西，在做模型的同時，掌握原理就可以舉一反三，遇到類似問題的時候也會自己建模分析。
視頻鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14536
（本視頻為合集，不斷更新中，將包含大部分鋼結構模擬中的重點和難點，價格會隨著更新課程數量增加而提高，欲購從速，早買早受益）
鋼結構、鋼-混凝土組合結構均適用的分析案例和知識點。課程包含以下幾部分：
1. 視頻介紹
2. 鋼梁建模及分析（詳細建模流程：幾何模型；鋼材本構；邊界條件設置；網格劃分；后處理技巧）
3. 鋼柱受壓屈曲分析（如何施加殘余應力）
通過施加initial stress可以考慮鋼柱在焊接過程中產生的殘余應力，分析殘余應力對于屈曲及強度的影響。
4. 鋼柱受壓屈曲分析（如何引入初始缺陷、對結果有何影響）
通過模態分析，得到初始缺陷節點文件，再通過編輯keywords引入初始缺陷，一步一步詳細操作及注意事項。
5. 螺栓連接節點分析（方法1：快速建立接觸，施加預緊力）
通過一個螺栓連接的實例，講述建模基本過程，包括如何建立接觸、快速建立接觸的方法，如何施加bolt load的方法。
6. 螺栓連接節點分析（方法2：施加壓力方法，適用于dynamic分析）
Bolt load方式常用，但是不能用于dynamic分析，介紹一種施加壓力模擬螺栓連接和預應力的方法，并與常用方法進行了對比。
7.
展開 該模型涉及到東西較多，比如預應力施加，混凝土和鋼材本構設置，幅值曲線的確定，子程序的引用，相互作用的設置，網格的劃分。在進行滯回分析時首先要對該模型進行一個單調加載分析，以確定該模型的屈服位移和屈服荷載，本人用小軟件確定屈服位移和屈服荷載，然后就可以得到滯回分析的幅值曲線。同時在此節點滯回分析中引入了子程序，用子程序來模擬滯回曲線的捏攏特性。不過在引用子程序的時候需要在電腦上將abaqus關聯VS和 FORTRAN，在后處理中生成了滯回曲線，骨架曲線，同時利用小軟件將滯回曲線分解為一個個的滯回環，同時利用小軟件得到滯回環的形狀和等效粘滯阻尼系數，同時還可以滯回分析的其他參數如割線剛度，滯回環的面積等等。</p><p><strong>附件中包含了該節點的滯回分析有限元cae模型，屈服點和屈服荷載確定的小軟件，子程序，子程序的使用方法。如何將滯回曲線分解為一個個滯回環以及得到等效粘滯阻尼系數的小軟件。</strong></p><p><strong>由于本模型涉及到的東西太多，附件中的軟件都是干貨，行家一看就懂，故收費較高，望同學們理解。
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3??好多人用五折線本構是用于鋼管混凝土的模型計算的，有鋼材本構而沒有混凝土本構還得麻煩大家去找混凝土的，所以我又附送了一個鋼管混凝土的混凝土的本構。
4??新增了參考文獻來源：
[1]劉威.鋼管混凝土局部受壓時的工作機理研究[D].福州大學,2005.
[2]盧明奇.鋼管混凝土結構三維非線性有限元分析和設計理論的研究[D].天津大學,2005.
GB50010-2010無約束UHPC—2024修【鋼柱—結構工程】
ISO834升降溫曲線 鋼材熱工參數 混凝土熱工參數【鋼柱—結構工程】
Lie高溫下混凝土本構【鋼柱—結構工程】
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鄧宗才(高強)箍筋約束UHPC本構【鋼柱—結構工程】
高溫后鋼材本構
教學需求：
?1.使用abaqus軟件建立輸電塔-線體系的有限元模型；
2.對建立的有限元模型進行地震動IDA分析；
3.了解鋼材損傷本構和失效準則的定義，并能在abaqus中實現輸出。
要求：工程師對建立輸電塔線體系具有豐富的經驗，而不是其他結構。（價格可商量）
教學需求：
?1.使用abaqus軟件建立輸電塔-線體系的有限元模型；
2.對建立的有限元模型進行地震動IDA分析；
3.了解鋼材損傷本構和失效準則的定義，并能在abaqus中實現輸出。
要求：工程師對建立輸電塔線體系具有豐富的經驗，而不是其他結構。（價格可商量）
圖1 某典型煤棚網架結構
圖2 傳統網架支座
圖3 連接鋼板1
圖4 新型網架支座
圖5 鋼材本構關系曲線
2 有限元分析
2.1 材料本構
2.1.1 鋼材本構
支座鋼材均采用Q235鋼，在ABAQUS的鋼材本構模型中，各鋼板、鋼筋及螺栓的材料本構均采用雙折線模型（見圖5）。
定義鋼材和陶瓷的本構模型，鋼材的本構模型默認存在，從Thermal Material添加Porcelain。
雙擊第2行Engineering Data，在Engineering Data選項卡中點擊Engineering Data Sources。
Kent-Park本構關系考慮了箍筋對混凝土強度和應變的提高作用及不同加載速率對應力-應變關系的影響，數學表達式如下：
圖 2-4 混凝土單軸本構
3.2.3實體單元與桿系單元對比
模型中的二維墻板采用分層殼單元，鋼筋層采用鋼材本構，混凝土采用CDP，內置本構已經過大量驗證，故不再驗證。
節點所用不銹鋼以及不銹鋼螺栓和不銹鋼鉚釘的真實應力應變曲線通過試驗得到的名義應力應變關系得到，其主要材料參數見表2和3，泊松比均為0.3，鋼材本構在單調加載和循環加載下分別采用等向強化模型和雙線性隨動強化模型，屈服準則采用Von Mises準則。柱端施加500kN軸力，其軸壓比為0.13，柱腳固定約束。
圖10 ABAQUS材料參數輸入
相貫節點的鋼管及板材均采用Q355-B鋼，材料參數如表 1所示，鋼材的本構關系采用范梅塞斯(Von Mises)模型，不考慮鋼材的硬化特性。
表 1 鋼材材料參數表
2.4 荷載施加及邊界條件
選取MIDAS GEN 整體模型中此節點處受力較大的荷載組合工況，表 2為最不利工況組合，表 3為荷載工況說明。
3材料本構
鋼材的材料本構模型，采用理想彈塑性模型進行模擬，Von Mises 應力準則判斷模型應力分析結果是否滿足材料強度的標準。考慮大撓度，力和位移收斂準則，增量迭代法、線性搜索、自適應下降、自動時間步來加快收斂速度。。結構用鋼構件在材料選取上主要需考慮兩方面的問題:1) 滿足結構的受力性能；2) 材料具有良好的塑性、韌性和可焊性。
