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圖6 設(shè)置分析步圖7 歷程輸出（方便后續(xù)在可視化步驟中直接輸出荷載位移曲線(xiàn)）4、 相互作用鋼管與墊塊的接觸面采用面面接觸設(shè)置，其中法向定義為硬接觸，切向按實(shí)際工況賦予0.5的摩擦系數(shù)；鋼管與混凝土的接觸面采用面面接觸設(shè)置，其中法向定義為硬接觸，切向按實(shí)際工況賦予 0.3 的摩擦系數(shù)；加載參考點(diǎn)與試件頂部表面通過(guò)耦合約束實(shí)現(xiàn)荷載傳遞，底部邊界條件設(shè)置為固定約束。

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)。

模型建立 首先，需要建立鋼筋混凝土梁的幾何模型。可以使用 Abaqus/CAE 中的建模工具，或者導(dǎo)入其他 CAD 軟件創(chuàng)建的模型。 然后，定義材料屬性。對(duì)于混凝土，可以選擇合適的本構(gòu)模型，如混凝土損傷塑性模型。對(duì)于鋼筋，可以采用彈塑性本構(gòu)模型。 接下來(lái)，設(shè)置鋼筋和混凝土之間的接觸關(guān)系。

；拉結(jié)筋與鋼板則通過(guò)合并約束形成統(tǒng)一受力整體；混凝土與鋼板的接觸面采用面面接觸設(shè)置，其中法向定義為硬接觸，切向按實(shí)際工況賦予摩擦系數(shù)；栓釘與鋼板之間采用綁定約束處理；墊塊與鋼板同樣通過(guò)綁定約束實(shí)現(xiàn)連接；加載參考點(diǎn)與墊塊之間則通過(guò)剛接約束實(shí)現(xiàn)荷載傳遞。

1、 引言超高性能混凝土（UHPC）以其優(yōu)異的力學(xué)性能和耐久性，在混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。三點(diǎn)彎試驗(yàn)是評(píng)估加固結(jié)構(gòu)抗彎性能的重要手段。擴(kuò)展有限元法（XFEM）能有效模擬裂縫的萌生與擴(kuò)展，無(wú)需對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行復(fù)雜的重劃分。Abaqus 軟件作為強(qiáng)大的有限元分析工具，為我們模擬 UHPC 加固混凝土三點(diǎn)彎試驗(yàn)提供了理想平臺(tái)。

圖3 C30混凝土材料屬性圖4 鋼筋屬性構(gòu)建圖5 鋼筋-混凝土接觸屬性（3） 網(wǎng)格劃分對(duì)鋼筋與混凝土接觸界面附近區(qū)域進(jìn)行局部網(wǎng)格加密，混凝土和鋼筋均采用采用 C3D8R：八結(jié)點(diǎn)線(xiàn)性六面體單元，減縮積分，沙漏控制。

GB/T 50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（2024）4.1.2節(jié)將混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)修改為C20，因此插件支持C20~C80級(jí)別混凝土，此參數(shù)設(shè)置范圍為（15，80]，可設(shè)置為整數(shù)或小數(shù)。 Mass Density：混凝土質(zhì)量密度。規(guī)范C.2.2節(jié)規(guī)定混凝土質(zhì)量密度2200kg/m3~2400kg/m3，這里可保持插件默認(rèn)數(shù)據(jù)不變動(dòng)。 Poissons Ratio：混凝土泊松比。

簡(jiǎn)單三維球體細(xì)觀(guān)模型的課程已更新一年半有余，后臺(tái)私信和留言中有不少同學(xué)咨詢(xún)“怎么添加纖維/有沒(méi)有纖維混凝土的模型”，由于之前一直在忙著干其他的事情，最近心血來(lái)潮，那么今天就寫(xiě)了這個(gè)帖子，分享自己關(guān)于在三維細(xì)觀(guān)混凝土模型中添加纖維的一些思路和腳本建立方法。

Strength：混凝土強(qiáng)度等級(jí)。根據(jù) GB/T 50010-2010（2024）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)4.1.2節(jié)將混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)修改為C20，因此插件支持C20~C80級(jí)別混凝土，此參數(shù)輸入范圍為（15，80]，可設(shè)置為整數(shù)或小數(shù)。 Mass Density：混凝土質(zhì)量密度。默認(rèn)值為 2400 kg/m3（基于規(guī)范 C.2.2 節(jié)建議范圍 2200–2400 kg/m3）。

加載板與再生磚混凝土鋁管采用接觸對(duì)進(jìn)行接觸設(shè)置，鋁管與混凝土采取“共節(jié)點(diǎn)”的方式進(jìn)行設(shè)置。 圖 21 CAE幾何圖 圖 22 CAE網(wǎng)格圖5.2.

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。

計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）可以無(wú)損獲取混凝土試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像，并以一系列橫截面的形式顯示混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本文介紹一種基于混凝土CT斷層掃描圖像在Abaqus有限元軟件內(nèi)進(jìn)行三維混凝土細(xì)觀(guān)模型的建模方法，實(shí)現(xiàn)混凝土粗骨料及砂漿的三維重構(gòu)并對(duì)其采用塑性損傷模型（CDP）進(jìn)行有限元模擬。

基于上述背景，本文基于北鯤云超算平臺(tái)預(yù)置的ABAQUS軟件對(duì)混凝土柱進(jìn)行數(shù)值模擬，并通過(guò)外側(cè)包裹CFRP來(lái)對(duì)原有混凝土柱進(jìn)行增強(qiáng)加固處理，對(duì)比有無(wú)CFRP包裹對(duì)鋼筋混凝土柱承載力的影響。

模型實(shí)例以下是Abaqus內(nèi)纖維混凝土的模型，纖維是采用三維圓柱體模擬的，混凝土內(nèi)的骨料采用的是實(shí)體的球體。纖維及骨料均可設(shè)置不同的尺寸，并且各類(lèi)型的數(shù)目不受限制，即可設(shè)置多種纖維及球體骨料大小。研究進(jìn)展在Abaqus內(nèi)建立混凝土細(xì)觀(guān)模型，如鋼纖維混凝土、不干涉球體骨料、多面體骨料模型等，是進(jìn)行混凝土性能研究的主流方法之一。