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文档简介
1、ANSYS solid65 单元分析混凝土江见鲸,陆新征 清华大学土木工程系一:为什么需要学习混凝土有限元作混凝土强度理论?写程序?写论文?用有限元软件?二:solid65单元ANSYS里面专门建立了面向混凝土,岩石材料的单元在三维8节点等参元solid45的基础上,增加了针对混凝土材料性能参数和组合式钢筋模型理论背景: ANSYS theory referenceConcrete; element library solid 651)Solid 65破坏准则:应力组合除以抗压强度大于破坏曲面2)Solid 65 破坏曲面Willam & Warnke破坏曲面描述,可以参看帮助文件中描述破坏曲
2、面分为:压-压-压;拉-压-压;拉-拉-压;拉-拉-拉压-压-压破坏分区:在该分区下混凝土将压碎,总应力应该等于或大于结构可能收到的最大静水压力拉-压-压破坏分区:基本还是沿用WW破坏准则曲面形状;在该分区下混凝土将在与应力垂直的方向出现一条裂缝;拉-拉-压破坏分区:不再使用WW破坏曲面;极限抗拉强度随线性降低;在于垂直拉应力方向可能分别出现一条裂缝。拉-拉-拉破坏分区:极限抗拉强度为;在垂直拉应力方向可能分别出现一条裂缝。3)单元性态:每个单元有2x2x2=8个高斯积分点;每个高斯积分点上最多可以有3条相互垂直的裂缝;使用分布固定裂缝模型;可以使用整体式钢筋模型;在破坏准则之外,还可以考虑塑
3、性。4)Solid65单元使用方法:实参数 real constants:定义配筋的材性及其他参数材料模型 material model:初始弹性模量,泊松比,密度数据表 Data table:本构关系,破坏准则材料号x3:定义钢筋材料编号体积配筋率x3:配筋角度THI配筋角度PHI5)整体钢筋模型下的本构矩阵:6)solid65单元坐标:在未指定单元坐标的情况下,单元坐标系的坐标轴和整体坐标系的坐标轴平行;如果需要调整单元坐标系,应建立相应的局部坐标系并将其赋予solid65单元;7)solid65单元的本构关系7-1)可以使用以下本构关系等强硬化模型multilinear Isotropi
4、c hardening随动硬化模型 multilinear Kinematic HardeningDrucker-Prager模型DP模型DP模型在混凝土中为理想弹塑性模型具体输入数据:7-2)关于下降段的问题在实际混凝土中都有下降段,但是在计算的时候要特别小心下降段的问题;下降段很容易导致计算不收敛,有时为了计算的收敛要避免设置下降段,采用rush模型;利用最大应变准则来判断混凝土是否破坏8)Solid65单元中的破坏准则采用W_W五参数准则;需要参数;单轴抗拉强度,单轴,双轴抗压强度;围压压力,在围压作用下的双轴,单轴抗压强度;9)破坏准则与本构关系Solid65本构关系的判断在破坏准则之前;在一般情况下,不推荐使用压碎判据,而使用塑性或塑性下降段;在concrete data table里面,设定单轴抗压强度1,后面围压等4个参数不要设定;此时相当于是带有“拉力截断”(tension cut off)的vonMisses模型,尽管与标准的混凝土本构模型有一定差异,但是在围压不是很大的情况下任然可以取得较好结果。混凝土立方体模拟实验10)solid65中的裂缝模型弥散固定裂缝模型smear fixed crack model;采用Rankine 最大拉应力准则,达到最大拉力就开裂,裂缝方向不随主应变方向变化;正交裂缝模型,一个高斯
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