ABAQUS鋼筋混凝土沖擊論文復現—RC梁沖擊有限元模擬試驗驗證

關鍵詞

沖擊模擬；沖擊本構；ABAQUS；動力顯式；論文復現

模擬背景

• 相比靜力或準靜力問題，鋼筋混凝土結構的沖擊問題計算難度更大，且材料沖擊本構與靜力本構有明顯差別
• 目前大多采用LS-dyna分析混凝土結構沖擊問題，尚無公開采用ABAQUS完成試驗驗證的鋼筋混凝土結構沖擊視頻教程
• 實際上ABAQUS除了在分析靜力或準靜力問題具有強大的非線性分析優勢外，在混凝土結構的沖擊問題上，也有較好的適用性和分析精度

復現內容

本次案例分析帶來了一期碩士學位論文中的試驗復現—鋼筋混凝土梁的跨中錘擊，在試驗中記錄錘擊力和跨中撓度。加載方式與試件配筋如下圖所示。

博主在經過大量類似鋼筋混凝土沖擊分析以及試驗驗證后，說明了ABAQUS在分析鋼筋混凝土沖擊問題上的優勢，并驗證了本案例的準確性。

模擬難點

對于鋼筋混凝土結構的沖擊分析，主要難點有：

1、沖擊問題的分析步設置與其他準靜力分析有何區別

2、混凝土材料與鋼筋材料如何考慮沖擊效應并采用動態本構

3、如何考慮多次沖擊下的預損效應

4、破壞形態，撓度、沖擊力的歷程曲線與試驗結果的對比

歷程曲線對比

跨中撓度歷程曲線與試驗結果吻合一致。初始階段、峰值點、恢復段等均與試驗結果吻合較好。

沖擊力歷程曲線與試驗結構吻合一致。初始峰值，以及后續的波段，下降段等與試驗吻合較好。

兩條歷程曲線與試驗結果同時吻合，這表明數值結果能夠反映試驗情況。

破壞形態對比

破壞形態與試驗結果吻合。以試件底部發生豎向彎曲裂縫為主，在兩側也有少量的剪切斜裂縫。

結語

鋼筋混凝土結構的沖擊問題屬于結構工程中的難點，其復雜的動態本構、分析步設置與常見的準靜態分析具有明顯差別，且結果敏感性極強，微小的設置偏差就可能對結果造成明顯的影響。本次案例對已有模型的關鍵細節進行講解，包含動態本構理論與模型、邊界條件、分析步、后處理等。可為類似鋼筋混凝土結構的沖擊分析提供參考。

購買后可聯系作者獲取后續調試內容及模型、本構等文件