钢纤维混凝土模拟的浅见

钢纤维混凝土模拟按实际情况来说应该分为钢纤维和混凝土两部分，我认为这比较符合我们的客观认识，因为实际上我们对混凝土的模拟有了一定基础，在此之上再模拟钢纤维并考虑钢纤维与混凝土之间的接触最终实现整体的模拟。但目前数值模拟则采用整体的方式来考虑，只考虑钢纤维混凝土的本构，采用实体单元来建立模型，这种方法的好处是减少接触和钢纤维乱向分布的麻烦。这也只是权宜之计，本质上来说，按照我所说的模拟更符合实际情况，原因是钢纤维的分布影响整体性能的程度无法精确把握，往往依靠试验来得出数据，数据固然可以利用但缺少普遍的规律性，所以对试验的准确性和广度有很高要求。我来发表下自己的浅见，探讨。winner兄认为应该把纤维与混凝土分离建模，个人认为不妥当。1:钢纤维混凝土，它与混凝土一样，同样是一种复合材料，不过是在混凝土中多加入了钢纤维，材料同样是各向同性，并没有因为加入了钢纤维而使得材料变成了各项异性。首先拿混凝土来说，在数值模拟方面，国内外已经有大量的研究成果，大部分都是通过对其本构关系的准确把握，能够得到理想的结果，这种方法当然可以应用到与混凝土力学性能类似的钢纤维混凝土身上。如果按照winner兄说的:纤维与混凝土分离建模与实际更加符合，试想如果将混凝土中的粗骨料与细骨料同样分离建模这样是否更加符合实际呢？答案可想而知。2：钢纤维与混凝土分离建模（假设建模能够成功），其误差因素很多1）厂家出产的钢纤维长径比虽然说是一个定值，但是实际却是控制在一定范围内，然而我们配钢纤维混凝土的时候是按体积率（或质量分数）来配钢纤维混凝土，通过长径比来计算其数量，这样导致钢纤维数目误差。2）钢纤维种类导致的误差。大家都知道，钢纤维有很多种，有剪切型，切断型等，规格也有好多种平直形、波浪形、端勾形等等，而且不同厂家生产出的钢纤维同样不同，这些不同的钢纤维与混凝土之间的粘结本构同样是多样化的，取同一种本构，肯定有误差，取个自的本构，试验工作量太大。3）纤维在混凝土中分布状况的离散性引起的误差。与有限元计算的本质相违背。数值计算的精髓就在于用最小的耗费算出最精确的结果。没有必要把模型弄得那么复杂，而最后得出了不收敛的结果。有些研究者也研究过用随机元的方法将各类成分随机分散，但是结果并不比直接用本构计算结果精确多少。综上所述，研究钢纤维混凝土的本构关系才是最简单、最有效、最现实当然也是最好的方法。cyasj兄的分析精辟，但也引起我的疑惑1、复合材料都是各向同性的吗2、就你所说的数值模拟的参数从何而来？是做完试验再去模拟的吧，这样模拟的意义不大。3、离散性的问题，整体性建模能解决吗？4、我和你的看法相反，数值模拟正是为处理复杂模型而使用的，否则何必学之数值模拟的目的是为了取代高代价的试验，也就说数值模拟不是为了贪图简便，只是为了省钱，所以面临复杂问题不应回避，如果过度简化可能会失真。winner兄的疑惑是很多人都有的疑惑，也可能没有完全理解我的意思.1、这个标题是针对钢纤维混凝土这种复合材料的建模是否用整体模型而言的，能够使用整体式建模当然更加方便，对于各项异性材料那另当别论。比如说加固方面，用整体式建模与实际是肯定不符合的。2、目前为止，钢纤维混凝土的本构关系基本成熟，可以不需要做试验就可以去模拟，这已经达到了我们预期的目的：用最少的钱做最多的事。而我上面所说的正如winner兄提的问题一样：分离式建模的模拟参数从何而来？肯定是需要做试验才能去模拟的，否则模拟结果可信度不高。但是使用了已经成熟的本构代替分离式建模模拟，就不需要做试验了，这是我的本意。3、离散性问题，无论整体式模型还是分离式模型都是无法解决问题，但是分离式模型的离散程度远比整体式的要大许