钢筋混凝土梁抗弯有限元模拟.ppt

钢筋混凝土梁抗弯破坏有限元分析,论文Chen et al. (2011）之表二梁C进行模拟分析，其基本信息如下： 梁截面尺寸：203mm406mm 梁跨度L：3000mm 梁剪跨s：1220mm 梁有效高度ho：368mm 混凝土：圆柱体轴心抗压强度为35.1MPa；抗拉强度2.721MPa 钢 筋：抗拉：2D16；抗压2D9.5；屈服强度：440MPa 箍 筋：D7102，屈服强度为596MPa 其简图如下：,visualization,property,part,assembly,step,interaction,load,mesh,job,建模步骤,material,section,Assign section,Part,Property Create material - beam,Property Create material - beam,(a)膨胀角（dilation angle）应小于等于摩擦角,膨胀角与摩擦角相等为关联流动法则,不相等为非关联流动法则,为零则不考虑土的剪胀性, 混凝土为32-37，此处模拟定义为35； (b)流动势的偏度（eccentricity）是一个较小的正数，定义了双曲流动势曲线靠近其渐近线时的比率，默认为0.1； (c) fb0/fc0为初始等效双轴抗压屈服应力与初始单轴抗压屈服应力的比值，默认为1.16； (d)比值K是受拉子午线与受压子午线常应力比，其取值范围为0.5K1.0，默认为2/3； (e)粘滞参数（viscosity parameter）只适用于粘塑性常规混凝土本构，在定义混凝土的粘性系数时，粘性系数越大，结构越刚硬，就像越粘稠的液体越难流动一样，粘性系数越小。默认值为0。可通过设置此参数提高计算的收敛性，一般定义其值不大于最大增量步，可尝试取0.001。,混凝土本构关系（参考Chen et al.2011）,受压,受拉,Abaqus 输入,受拉损伤因子,损伤是指在单调加载或重复加载下，材料性质所产生的一种劣化现象 。,Create material - bar,Create section,平面应力问题的截面属性类型是solid，而不是shell,Assign section,Assembly,分析步（step）：一个模型可以由一个或多个分析步构成，用来描述一些列相互关联的事件。 增量步（increment）：对于非线性问题，位移和荷载的关系是非线性的，无法一次性完成整个分析步的求解，这就需要将整个分析步分解为多个增量步来依次求解，沿着非线性响应的变化路径逐步得到整个分析步的最终响应。 迭代（iteration）：ABAQUS/Standard在一个增量步中寻找平衡解的尝试称为“迭代”。如果当前解满足平衡条件（达到收敛），则此增量不计算结束，并进入下一个增量步；如果不平衡， ABAQUS/Standard将会尝试进行下一步迭代，继续寻找平衡解。,Step,如果在16次迭代之内得到收敛解，则成功结束当前增量步，开始求解下一个增量步。如果两个连续的增量步都在5次迭代之内获得收敛解，ABAQUS自动将下一个增量步增大为当前增量步的150%，否则下一个增量步的大小与当前增量步相同。增量步上限为设定的最大增量步大小。 如果在16次迭代之内仍没获得收敛解，ABAQUS/standard会将增量步减小为当前增量步的25%，重新开始迭代，此过程称为“折减”（cut-back）。若折减后仍无法获得收敛解，则继续折减。当折减次数超过5次，则分析最终中断aborted。,Step,Step,Interaction,Load,模型中，梁是独立实体（independent instance），对其划分网格时，Object选项设为Assembly 而几何合并（geometry merge）后的钢筋为非独立实体（dependent instance），划分网格时，Object选项为Part,Mesh(网格划分),Seed part（布置种子） 如取20mm的网格密度，在Approximate global size 输入20，本模型为四边形，没有曲边，因此Curvature control的数据都采用默认。确定后，选择梁跟垫块撒种子。,Mesh controls(网格控制) Element shape（网格单元形状） 二维有 Quad(四边形)， Quad-dominated（四边形占优），Tri（三角形） 三维有 Hex（六面体），Hex- dominated（六面体占优），Tet（四面体）,Wedge(楔形) Technique(网格划分技术) Structured（结构优化技术）是将一些标准的网格模式应用于一些形状简单的几何区域，适用于简单的二维区域及用六面体单元划分三维区域 Sweep（扫略网格）在起始边/面上生成网格，沿扫略路径，得到目标边/面，通常可用于划分拉伸区域或旋转区域 Free(自由网格) 是灵活的网格划分技术，适用于划分复杂的模型区域,若采用Quad单元形状，structured的网格划分技术对其网格划分如下图所示，左侧栏有个Minimize the mesh transition(最小优化网格过渡)，该选项用于减少从粗网格到细网格的过渡，默认该选项，大多数情况能减少网格扭曲，提高网格质量，但生产的结点网格容易偏离种子。,例如模型单元类型采用CPS4R（表示4节点四边形双线性平面应力减缩积分单元）,20mm四边形网格,20mm三角形网格,最终网格划分效果图,Job,输出结果,20mm,10mm,结果分析,第一组,第二组,第三组,大调,微调,10mm网格：花了7个多小时,20mm网格：花了0.5个小时,选择合适的网格，快速准确,结果及分析,20mm,10