CDP模型使用说明(BYsusoo88)

1、损伤模型在使用中主要是下面的截面:材料行为主要是密度、弹性、混2密度其实个人认为并不童损伤模型在使用中主要是下面的截面:材料行为主要是密度、弹性、混2密度其实个人认为并不童弹性中杨氏模性擬土圧缩损伤和混凝土拉伸损你近些年，似乎abaqus混凝土损伤塑性模型在结构工程（钢结构方向、混凝土方向）研究生论文中的普及率非常非常高，都试图采用abaqus来模拟钢材/混凝土材料的受力性能，但在数值计算的过程中混凝土的损伤塑性模型的参数设置成了过不去的瓶颈，我也是深有感触，特别是研二刚开始学abaqus的时候，非常痛苦，问师兄们也是一知半解，下面我把书上和论文中及自己的一些理解简捷的将abaqus一些关键的

2、操作和理论，并做成文件方便大家使用。酣三类。及该对计算没仃太影响，至不输有没影响我还没试过。i面的计算影响很大应该慎重选取，后面会将到的，这里先按下不表。泊松比的取值我那C岑别人的论文或是清华大学一次研究生作业中建议选取0.2或0.164这个现在想想拥实有些不明朗，大家可以将其作为参变量改变试试对计算结果的影响到底有多大。混凝膨胀角（剪胀角）对混凝土的受力表现非常明显，至少我的型钢混凝土受扭中是非常明显的,一般在刚开始试算时建议取30。等其他数值确定下來可以调整该值将其趋近试验数据，有点造假的意思，不过没办法这些数据的取值本就没一个固定的取值。偏心率、n）a/fco.K分别是偏心率漩动势偏移量

3、、双轴抗压强度与单轴抗压极限强度之比、不变量应力比，具体的解释大家可以去参考abaqus的说明书，这边就不一一介绍。粘性参数的取值直接关系到模型计算的收敛性，一般都不设置成0,我个人建议取值0.0005或者0.005看模型收敛效果而定。该参数的改变对计算结果影响不大，（我的模型至少是这样，其他模型还真没试过）下面最为关键的是受压行为和受拉行为中两列数据取值：这部分的取值是直接来源丁你的混凝土单轴应力-应变关系曲线，这部分数值决定你模型受力性能。我先以最为通用的清华大学过张模型为例，下面是过张模型方程：混凝土单轴受压应力应变关系方程:令x=/y=,其中。6分别为曲线的蜂值应力、应变当x0.211

4、即r0.4*y=样，其他模型还真没试过）下面最为关键的是受压行为和受拉行为中两列数据取值：这部分的取值是直接来源丁你的混凝土单轴应力-应变关系曲线，这部分数值决定你模型受力性能。我先以最为通用的清华大学过张模型为例，下面是过张模型方程：混凝土单轴受压应力应变关系方程:令x=/y=,其中。6分别为曲线的蜂值应力、应变当x0.211即r0.4*y=(Eo/Ox当0.211xl时y=oVt1时y=zax+(3-2tza)x2+(a-2)y6Zd(X-l)2+X其中：d=0.157*785-0.905_yn、y=a*+(32a)x2+(a-2)x3混凝土y=(E叫fJx土受应力应变关系麦拉应力应变关系

5、方程：OtCx-lY-+xYat(x-l)17+x其中：=0312年，&为混凝土单轴抗拉强度。过张模型就是混凝土旧规范(GB50010J002)中提出的模型，所有参数的选择都是有据可依。有了模型下面要做的就是将其编制成Excel表格，要用时可依修改某些参数直接变换成不同强度等级混凝土的本构，达到一劳永逸的效果。第一步参数表格化ABCDEFGHIf：%Df；看旧规范的条文说明!见上述模型!A看旧规范的条文说明!见上述模型!B列民的取值：2=(700+172厌)x10“=2.4-0.0125C列取值：=2.4-0.0125ad=0.157V7S5-0.905ad=0.157V7S5-0.905见上

6、述模型!E列Su/Sc取值:（=-（1+2%+4心）cd旧规范插图如下：降段，二者在峰点连续。理论方程中各有一个参数，可适合不C.2.1降段，二者在峰点连续。理论方程中各有一个参数，可适合不曲线的几何特征与试验曲线的完全符台。同强度等级混凝土的曲线形状变化。(曲线的参数值，即峰值压应气工升段和下降段参数(aa、aQ、下降段应支(S)等都随泯凝土的華轴严7憾(,N/mn)而支化，计算式如下：(700+172価x10“=2-4-00125办亍(1+九亍(1+九+厲五的混凝土常受到横向和纵向应变梯度、箍筋约束作用、纵筋联系变形等J影响，其应力-应变关系与混凝土梭柱体轴心受压试验结果有差别，可根据构件

7、或结构的力学性能试验结果对混凝土的抗压强度和峰值应变值以及曲线形状(a,、ad)作适当修正。C.2.2混凝土单轴受拉应力应变曲线也分上升段和下降段给出。峰值拉应变(5)和下降段参数(aj的计算式如下：=/心x65xl0“a,=0.312严式中/为混凝土的单轴抗拉强度(N/mm2).在表格中X为变量应变与峰值应变“取值口行决定，若感觉数据太多可以取得稀疏些,本文取得较密，主要是为了将来的曲线较为平滑，根据x和y转换后便可取得应力-应变曲线。第二步：取弹性阶段、去弹性阶段大部分模型受压应力-应变曲线在初始阶段都是曲线，在abaqus在定义材料弹塑性时，弹性部分和塑性部分区分很清楚，最终输入混凝土塑

8、性损伤模型中的必须是去除弹性阶段的数据，这是非常关键的一步，特别是接下來弹性模量的选取，之前卖得关子现在来解决。首先我们不许确定从弹塑性的临界点。在看了很多人的模型数据和清华陆新征的建筑抗震弹塑性分析一书中建议取1/31/戈(见书P126图3.3.14(a),个人观点这个点本就是人为定的，只是为了能够套用该模型，仅此而已。本文建议取0.4为弹塑性分界点，我当时只星觉得取整数好点，下面就是已知y轴坐标确定x塑性分析一书中建议取1/31/戈(见书P126图3.3.14(a),个人观点这个点本就是人为定的，只是为了能够套用该模型，仅此而已。本文建议取0.4为弹塑性分界点，我当时只星觉得取整数好点，下

9、面就是已知y轴坐标确定x轴坐标即弹性部分的受压应变，这是一彳元三次方程，有点烦，不过网上有一位中山大学同学口己编的求解器，拿来主义了呼了。确定弹性部分后直接根据y轴比x轴得出弹性模量Eo即弹性部分输入的杨应心逑边我还有一个比较纠结的地方就是：受压曲线和受拉曲线取的弹性临界点都不会产生两个弹性模量，数量:级肯定一样，不过就是在输入的时候必须选择-较Z机在后面倒算等效塑性应变时会出错，等后面将损伤因子的时候再讲x-SIStf：J0c00.圧齐0.10.202048750.000177113406%CW3E-lC0.20.379040.000354226签应113E-100.2*28-120.4:样

10、就然计算抱歉！注意：此时的应丿用应变。是名义应变应力需要根据沁询公式转换成真实应力应变，其实真实应变转换对最后的影响较小，不进行修矽行决定。=%（1+也）A=ln（l+）10第三步：数据取用在abaqus混凝土换伤塑性模型在取用数据时，并不是我们理论上取受压(拉)塑性阶段(X轴去弹性应蔑应变和应力，而取的是屈服应力和非弹性应变：186499.62511147918CV*12924234.38扌酬性唾02.59601E-0057.11504E-0050.000133219屈服应力1780157.9651748815.931689941.8641621005.766开裂应妾01.04244E-00

11、52.22331E-OO53.45435E-005(a)受压阶段(b)(a)受压阶段非弹性应变跟塑性应变不是一个概念，受压阶段的非弹性应变和受拉阶段的开裂应变根据下式计算。塑性应变和非弹性应变之间的相互关系可以通过下图表示：因此，在输入数据时应取下图中的红色列数据而非蓝色列数据。注意：在第一列可能因00RrZbc0.700700.7000.760.72.97E-O5RrZbc0.700700.7000.760.72.97E-O50.744E-O50.70.000160.00068521U710280.70.0002560.0008621184793620.70.00037207000050气0

12、.0)12158|10.7J抵b;g硏于000.100201001.900.19.4764E060402007.6200.11.8953E-0S0603017.1400.1284297E-050804030.4800.13.79O67EO501005047600.1473838E-050120(5068.600.15.6S611E-0501407093.300.1663386E-0S01608121.900.17.58162E-0501809154.300.185294lE0502010190500.19.4772IE-0501965275.34.739E-060.19.26545E-051.

13、16E-051SS2Q587】421E-O50.18.87317E-OS23E4517865212.3d9E-O5018.4227E-053、9E防1689816.?3316E-050.17O6678E-0553E-051597182.24-264E017.53005E.05668E-O51510W.25211E057.12299E-058.04E-05（b）受拉阶段:;誠土拉伸抚历as力字(M)Kt(Q)5混凝土损伤定义1（图解法）混凝土材料在拉压反复就Abaqus混凝土塑性损伤揆为。点击输入损伤d厂由r塑性累积和刚度退化，材料性能变化及其复杂。7损伤概念，较好地描述了混凝土在反复荷载下的力

14、学行1一/）匕为小数点取值问题，第一行可能不是0,定要手动将数值取零，不然会软件计算时必会报错，切记！（町受压阶段第四步:损伤因子损伤因子d是损伤塑性模型的关键所在，如果没有损伤因子即没有Z顼中输入损伤数据其实只是利用了该模型的弹塑性，没有真正的损伤定义。关r损建义，看了很多很多文献，都没看到唯一的官方计算方法，都是仁者见仁智者见智S旣较认可的是以下文献中提出的两种计算方法：0000图3混凝土单轴拉伸应力应变关系曲线图4混凝土单轴压缩应力.应变关系曲线1.20.60.20.00&.0X50.2尊畀件应受其中：bc=/同理可得：受拉损伤因子山的计算公式为:d=1；1.20.60.20.00&.0

15、X50.2尊畀件应受其中：bc=/同理可得：受拉损伤因子山的计算公式为:d=1；w疋(l/bc-l)+q2其中：0=聲/邙损伤因子与非呦h由循环荷载卸戦再加敬应力路径來标定，根finiteelementmodellingofRCBeamShearFailure-/H!1.L.1损伤因子-开裂应变关系曲线0.00020.0040.0CC60.(0380.001开製应变如上图3所示，混凝土单轴受拉时，在失效应力5。达到之前为线性变化，后面是软化下降段，与此同时刚度随之退化,描述了后续破坏和开裂应变的关系。开裂应变：牢=今炭其中：f=q/Eo由图3横坐标应变可得：=勺乞）=严-一鱼（1-dJEoEq

16、l-dtEo如上图4所示，混凝土单轴受压时，在初始屈服应力Qo达到之前为线性变化，之后是强化段，然后才是软化下降段。其中硬化数据由非弹性应变竄其中：琮=9/%由图4横坐标应变可得：成1=诊-（一望玉）=诊_掘（1-4）%Eol-dcEq混凝土单轴受拉、受压的应力-应变公式分别表示为：crt=（1-dt）Eo（-）Q=（l-心恥-疋）由上式可得:将C=c+，其中琮=9时将其代入上式（4-9）可得：询./上述公式中的bt和be均取值于i据Birtel.V和MARKP在Param一文中建议*取值0.7,bt取值0混凝土损伤定义2（能等价法）根据Sichroff能量等价原理，将应力作用在受损材料产生的

17、弹性余能与作用在无损材料产生的弹性余能形式上相同，只需将应力改为等效应力，或者将弹性模量改成损伤等效弹性模量。无损材料弹性余能：等效损伤材料弹性余能:其中：G为等效应力由上式可得：a22E；a=(l-d)aEEoG-d)2故：将上式分别代入过镇海单轴拉压应力-应变曲线方程可得:单轴受压损伤因子当x时:4=1-JK匕+(3-冬)x+(冬一2)云当x时:单轴受拉损伤因子g当x时:ad(x-l)2+x当X时:Xdt=l-Jk(L20.2其中：=/(%)，人=/(耳2按照旧混凝土规范中规定：J第五步：数据检查在计算初期如果本构数据彳Wrt阪在错课信息一栏会提醒你，大概的意思是你的本构数据在转化过程中塑性应变眇耳变化，耍求你检查数据是否正确。ABAQUS在土木工程X65X10-6,=(700+1722)x10“中的应用一书中这样解界根据压缩应变值转化为将卸裁数据提供给ABAQUS。ABAQUS自动将非弹性却转化方程为宕刿Ug机旦&(1_亦氏得