關鍵詞

預應力鋼絞線；精細化有限元；ABAQUS；論文復現；試驗復現

模擬背景

• 預應力鋼絞線由多根鋼絲纏繞而成，實際工程中受到拉-彎-剪的組合作用，應力狀態相對復雜
• 在大尺度整體模型分析時，由于精細化建模相對復雜，通常考慮為線單元
• 在小尺度或局部精細化分析時，可采用實體單元建模分析其復合受力狀態。

復現內容

參考某篇EI論文中的鋼絞線拉-剪試驗建立了ABAQUS精細化有限元模型。其中鋼絞線與混凝土均采用實體單元，模擬其在兩端拉力作用下，受到剪切作用時的破壞機理。

試驗采用雙剪試驗對稱加載，試驗加載邊界與有限元模型如圖所示。

論文復現難點

試驗復現要點包括：

1、如何建立多根鋼絲纏繞而成的精細化預應力鋼絞線實體模型

2、如何考慮鋼絞線在復雜應力狀態下的材料本構

3、剪力-位移曲線與拉力—位移曲線如何同時與試驗結果吻合

4、如何真實模擬與試驗結果一致的鋼絞線破壞形態。

曲線對比

模擬所得的剪力-位移曲線與試驗數據對比如下圖所示，可見加載初期初始剛度相對較小，隨著荷載增大，剪切位移超過50mm時，承載力陡然下降。

拉力—位移曲線與試驗結果對比如圖所示。需要注意的是，剪力-位移曲線和拉力—位移曲線為同一模型同時測得，均與試驗吻合一致。這表明模擬所得的力學狀態與試驗結果完全吻合。精細化有限元模擬符合實際情況。

破壞形態對比

模擬的破壞形態與試驗結果對比如圖所示。由圖可知，鋼絞線在剪切縫處發生了預應力鋼絲的拉-剪破壞，有限元分析所得的破壞形態與試驗結果吻合。

?結語

對于預應力結構、構件層次的有限元分析，本人已完成了相對系統的論文復現及其教程，包括如何實現無粘結與有粘結的預應力筋，如何實現體內與體外的預應力筋，以及預應力結構的試驗復現等。對于預應力鋼絞線精細化的論文復現，目前全網仍缺乏試驗驗證后的案例。因此本教程包含了模型建立，材料設置，相互作用，結果調試等步驟，可為類似鋼絞線精細化模擬提供參考。

購買后可聯系作者獲取后續調試內容及模型、本構等文件