关于本构关系
我用过镇海的本构关系
!指定C15-C80混凝土单轴抗压强度标准值(MPa) *SET,fc15,10.0
*SET,fc20,13.4
*SET,fc25,16.7
*SET,fc30,20.1
*SET,fc35,23.4
*SET,fc40,26.8
*SET,fc45,29.6
*SET,fc50,32.4
*SET,fc55,35.5
*SET,fc60,38.5
*SET,fc65,41.5
*SET,fc70,44.5
*SET,fc75,47.4
*SET,fc80,50.2
!指定C15-C80混凝土单轴抗拉强度标准值(MPa) *SET,ft15,1.27
*SET,ft20,1.54
*SET,ft25,1.78
*SET,ft30,2.01
*SET,ft35,2.20
*SET,ft40,2.39
*SET,ft45,2.51
*SET,ft50,2.64
*SET,ft55,2.74
*SET,ft60,2.85
*SET,ft65,2.93
*SET,ft70,2.99
*SET,ft75,3.05
*SET,ft80,3.11
!指定C15-C80混凝土拉压弹性模量(MPa)
*SET,exc15,22000
*SET,exc20,25500
*SET,exc25,28000
*SET,exc30,30000
*SET,exc35,31500
*SET,exc40,32500
*SET,exc45,33500
*SET,exc50,34500
*SET,exc55,35500
*SET,exc60,36000
*SET,exc65,36500
*SET,exc70,37000
*SET,exc75,37500
*SET,exc80,38000
!指定C15-C60混凝土单轴抗压强度对应的应变
*SET,strn15,0.00137
*SET,strn20,0.00147
*SET,strn25,0.00156
*SET,strn30,0.00164
*SET,strn35,0.00172
*SET,strn40,0.00179
*SET,strn45,0.00185
*SET,strn50,0.00192
*SET,strn55,0.00198
*SET,strn60,0.00203
*SET,strn65,0.00207
*SET,strn70,0.00210
*SET,strn75,0.00212
*SET,strn80,0.00213
*SET,fc,48 !指定混凝土单轴抗压强度(MPa)
*SET,ft,ft75+(fc-fc75)*(ft80-ft75)/(fc80-fc75) !指定混凝土单轴抗拉强度(MPa) *SET,EXC,exc75+(fc-fc75)*(exc80-exc75)/(fc80-fc75) !指定混凝土初始弹性模量(MPa)
*SET,strn0,strn75+(fc-fc75)*(strn80-strn75)/(fc80-fc75) !指定混凝土对应于fc的应变/PREP7
!定义混凝土材料
*set,a,strn0*exc/fc
*set,inc1,0.05 !指定上升段x增量
*set,inc2,0.05 !指定下降段x增量
ET,1,SOLID65
MP,EX,1,EXC
MP,PRXY,1,0.25
TB,MISO,1,1,100,0
!确定第一点
TBPT,,inc1*strn0,inc1*strn0*exc
!确定上升段其它点
*DO,x,2*inc1,1,inc1
TBPT,,x*strn0,fc*(a*x+(3-2*a)*x**2+(a-2)*x**3)
*enddo
!确定下降段各点
*DO,x,1+inc2,4,inc2
TBPT,,x*strn0,fc*x/(0.8*(x-1)**2+x)
*enddo
TB,CONCR,1,1
TBDATA,,1,1,ft,-1
可以定义应力应变的点来定义混凝土的本构关系,基本格式是
et,1,solid65
tb,miso,1,1,12
正则化收敛速率tbpt,,0,0
tbpt,,0.0002,0.0002*5e10
tbpt,,
tbpt,,
tbpt,,
tbpt,,
tbpt,,
tbpt,,
tbpt,,
tbpt,,
tbpt,,
定义本构关系的第一组数据相除的结构应该等于设置的弹性模量。
【转帖】ANSYS中混凝土的计算问题
最近做了点计算分析,结合各论坛关于这方面的讨论,就一些问题探讨如下,不当之处敬请指正。
一、关于模型
钢筋混凝土有限元模型根据钢筋的处理方式主要分为三种,即分离式、分布式和组合式模型。考虑钢筋和混凝土之间的粘结和滑移,则采用引入粘结单元的分离式模型;假定混凝土和钢筋粘结很好,不考虑二者之间的滑移,则三种模型都可以;分离式和分布式模型适用于二维和三维结构分析,后者对杆系结构分析比较适用。裂缝的处理方式有离散裂缝模型、分布裂缝模型和断裂力学模型,后者目前尚处研究之中,主要应用的是前两种。离散裂缝模型和分布裂缝模型各有特点,可根据不同的分析目的选择使用。随着计算速度和网格自动划分的快速实现,离散裂缝模型又有被推广使用的趋势。
就ANSYS而言,她可以考虑分离式模型(solid65+link8,认为混凝土和钢筋粘结很好,如要考虑粘结和滑移,则可引入弹簧单元进行模拟,比较困难!),也可采用分布式模型(带筋的solid65)。而其裂缝的处理方式则为分布裂缝模型。
二、关于本构关系
混凝土的本构关系可以分为线弹性、非线性弹性、弹塑性及其它力学理论等四类,其中研究最多的是非线性弹性和弹塑性本构关系,其中不乏实用者。混凝土破坏准则从单参数到五参数模型达数十个模型,或借用古典强度理论或基于试验结果等,各个破坏准则的表达方式和繁简程度各异,适用范围和计算精度差别也比较大,给使用带来了一定的困难。
就ANSYS而言,其问题比较复杂些。
1 ANSYS混凝土的破坏准则与屈服准则是如何定义的?
采用tb,concr,matnum则定义了W-W破坏准则(failure criterion),而非屈服准则(yield criterion)。W-W破坏准则是用于检查混凝土开裂和压碎用的,而混凝土的塑性可以另外考虑(当然是在开裂和压碎之前)。理论上破坏准则(failure criterion)和屈服准则(yield criterion)是不同的,例如在高静水压力下会发生相当的塑性变形,表现为屈服,但没有破坏。而工程上又常将二者等同,其原因是工程结构不容许有很大的塑性变形,且混凝土等材料的屈服点不够明确,但破坏点非常明确。

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