abaqus_rebar_定义重要资料 (2)

REBAR 的各种用法的各种用法 2 2 3 定义加强筋定义加强筋 用途 用途 在膜 壳和面单元中用于定义单项加强层 在膜 壳和面单元中用于定义单项加强层 通过在主实体单元中插入面或者膜单元来添加加强层通过在主实体单元中插入面或者膜单元来添加加强层 在在 standard 中可以采用中可以采用 beam 单元来模拟离散的加强筋单元来模拟离散的加强筋 不能用于热传导分析和质点发散分析 但是可用于热力耦合分析中 在热力不能用于热传导分析和质点发散分析 但是可用于热力耦合分析中 在热力 耦合分析中 加强筋单元没有热传导和比热特性 耦合分析中 加强筋单元没有热传导和比热特性 可以拥有和其主单元不一样的特性 可以拥有和其主单元不一样的特性 定义定义 REBAR LAYER 的的 4 种方式 种方式 1 1 MEMBRANE MEMBRANE SECTIONSECTION ELSET ELSET memb set namememb set name 定义定义膜膜单元单元 REBAR REBAR LAYERLAYER 2 2 SHELL SHELL SECTIONSECTION ELSET ELSET shell set nameshell set name 定义定义壳壳单元单元 REBAR REBAR LAYERLAYER 3 3 SURFACE SURFACE SECTIONSECTION ELSET ELSET surf set namesurf set name 定义定义面面单元单元 REBAR REBAR LAYERLAYER rebarrebar layerlayer namename 定义定义加强层加强层的名字的名字 4 4 EMBEDDED EMBEDDED ELEMENTELEMENT HOSTHOST ELSET ELSET solid set namesolid set name 在实体单元中直接定在实体单元中直接定 义义 rebarrebar memb set namememb set name oror surf set namesurf set name REBAR 的几何特性定义的几何特性定义 1 其定位总是参照局部坐标系其定位总是参照局部坐标系 2 其几何尺寸可以是常数 也可以是关于圆柱坐标系的径向位置函数 也可其几何尺寸可以是常数 也可以是关于圆柱坐标系的径向位置函数 也可 以采用轮胎充气公式来定义 以采用轮胎充气公式来定义 但是等效的但是等效的 rebar 厚度 面积厚度 面积 A 间距间距 S 3 对于壳单元 必须定义对于壳单元 必须定义 rebar 在壳厚度方向上与壳中面的距离 如果壳的在壳厚度方向上与壳中面的距离 如果壳的 厚度通过节点厚度来定义 该距离将按系数 结点厚度厚度通过节点厚度来定义 该距离将按系数 结点厚度 壳截面厚度 缩放 壳截面厚度 缩放 如果壳厚通过单元属性定义 该距离将按系数 单元属性定义厚度如果壳厚通过单元属性定义 该距离将按系数 单元属性定义厚度 壳截面壳截面 厚度 缩放 厚度 缩放 等间距等间距 REBAR 的定义的定义 REBAR REBAR LAYERLAYER GEOMETRY CONSTANTGEOMETRY CONSTANT 间距关于圆柱坐标系的径向位置函数的间距关于圆柱坐标系的径向位置函数的 rebarrebar 的定义 的定义 角度间距值也能用于非径向角度间距值也能用于非径向 rebarrebar 和非零定位角的和非零定位角的 rebarrebar 这些 这些 rebarrebar 中中 定位角不会发生改变 角度间距值只用于计算定位角不会发生改变 角度间距值只用于计算 rebarrebar 之间的间距 之间的间距 S rebarS rebar 从旋转中心开始的径向半径 如果这种从旋转中心开始的径向半径 如果这种 rebarrebar 用于三维实体 必须定义局部用于三维实体 必须定义局部 坐标系 坐标系 REBAR REBAR LAYERLAYER GEOMETRY ANGULARGEOMETRY ANGULAR 采用轮胎充气公式定义采用轮胎充气公式定义 rebarrebar 主要考虑轮胎充气前的主要考虑轮胎充气前的 rebarrebar 角度不同于充气后轮胎上角度不同于充气后轮胎上 rebarrebar 的角度 而的角度 而 充气前的角度可以精确得到 这种差异可以采用充气前的角度可以精确得到 这种差异可以采用 liftlift 方式进行映射弥补 方式进行映射弥补 其映射公式如下 其映射公式如下 REBAR REBAR LAYERLAYER GEOMETRY LIFTGEOMETRY LIFT EQUATIONEQUATION RebarRebar 局部坐标系的定义局部坐标系的定义 RebarRebar 局部坐标系与含有局部坐标系与含有 rebarrebar 的材料的局部坐标系不相关 其角度定义的材料的局部坐标系不相关 其角度定义 总参照局部坐标系总参照局部坐标系 1 1 轴 轴 采用充气公式计算的采用充气公式计算的 rebarrebar 的定位 不论是采用等角间距还是采用等距方的定位 不论是采用等角间距还是采用等距方 式 都参照圆柱坐标系 对于三维实体单元必须定义局部坐标系 式 都参照圆柱坐标系 对于三维实体单元必须定义局部坐标系 用于三维实体单元的局部坐标系用于三维实体单元的局部坐标系 可采用可采用 ORIENTATION ORIENTATION 定义 如果不定义的话 将采用默认投影的局部坐标定义 如果不定义的话 将采用默认投影的局部坐标 系 系 右手法则定义旋转角度正向 从右手法则定义旋转角度正向 从 1 1 轴指向轴指向 2 2 轴 如果壳 膜或面单元弯曲 轴 如果壳 膜或面单元弯曲 其局部坐标系其局部坐标系 1 1 轴也在通过单元的方向上发生变化 其初始定位角度也变化 轴也在通过单元的方向上发生变化 其初始定位角度也变化 壳 膜或面单元截面定义上的方向定位不会影响壳 膜或面单元截面定义上的方向定位不会影响 rebarrebar 角度定位 例如下图 角度定位 例如下图 按照自定义的局部坐标系定位按照自定义的局部坐标系定位 FigureFigure 2 2 32 2 3 5 5 按照缺省的局部坐标系定位按照缺省的局部坐标系定位 ORIENTATION ORIENTATION NAME NAME namename REBAR REBAR LAYERLAYER ORIENTATION ORIENTATION namename 用于轴对称单元的局部坐标系的定义用于轴对称单元的局部坐标系的定义 以以 r zr z 平面来测量定位角度平面来测量定位角度 FigureFigure 2 2 32 2 3 6 6 ExampleExample ofof circumferentialcircumferential rebarsrebars inin axisymmetricaxisymmetric shellshell elements elements 在轴对称单元中不能再采用自定义局部坐标系定位在轴对称单元中不能再采用自定义局部坐标系定位 rebar 可以采用 可以采用 r z 平面来定位角度 沿轴对称膜平面来定位角度 沿轴对称膜 壳壳 面单元法向正向为正 面单元法向正向为正 如果在无扭曲的轴对称膜如果在无扭曲的轴对称膜 壳壳 面单元上采用了非面单元上采用了非 0 和非和非 90 度的定位角 度的定位角 abaqus 认为认为 rebar 被平衡 一半被平衡 一半 rebar 采用采用 a 角度铺设 一半采用 角度铺设 一半采用 a 角度铺角度铺 设 内部计算相应变化 设 内部计算相应变化 这种 这种 rebar 不能用于轴对称模型转换 推荐采用在不能用于轴对称模型转换 推荐采用在 带扭曲的单元上采用带扭曲的单元上采用 rebar 大位移考虑大位移考虑 在几何非线性分析中在几何非线性分析中 rebar 的几何特性会随着结果而变化 的几何特性会随着结果而变化 Rebar layer 的的 变形由壳变形由壳 膜膜 面单元的变形梯度决定 面单元的变形梯度决定 Rebar 随着真实变形而旋转 但不会随随着真实变形而旋转 但不会随 着膜着膜 壳壳 面单元的材料积分点的刚体平均旋转而旋转 面单元的材料积分点的刚体平均旋转而旋转 FigureFigure 2 2 32 2 3 7 7 RebarRebar orientationorientation evolvesevolves inin a a geometricallygeometrically nonlinearnonlinear analysis analysis 在变形过程中 在变形过程中 rebar 方向始终对齐单元的等参方向 方向始终对齐单元的等参方向 采用采用 beam 单元定义单元定义 rebar FigureFigure 2 2 32 2 3 8 8 RebarRebar locationlocation inin a a beambeam section section 需要定义含有需要定义含有 rebar 的单元 截面积 相对于梁单元的局部坐标轴的定位 的单元 截面积 相对于梁单元的局部坐标轴的定位 对每一根对每一根 rebar 采用不同的名字 用于后处理和预应力施加 该命令在采用不同的名字 用于后处理和预应力施加 该命令在 cae 中中 不支持 不支持 REBAR REBAR ELEMENT BEAM ELEMENT BEAM MATERIAL MATERIAL matmat NAME NAME namename Rebar 材料的定义区别于含筋单元 必须单独定义 材料的定义区别于含筋单元 必须单独定义 如果如果 rebar layer 采用非零密度 在动态分析 重力 离心力 旋转加速度采用非零密度 在动态分析 重力 离心力 旋转加速度 分布载荷中质量将被考虑 分布载荷中质量将被考虑 对于用梁单元模拟的对于用梁单元模拟的 rebar 单元 质量不被考虑 只用于单元 质量不被考虑 只用于 standard 除非在 除非在 梁单元属性中赋予密度 梁单元属性中赋予密度 REBAR REBAR LAYERLAYER rebarrebar layerlayer namename A s distancedistance ofof rebarrebar fromfrom shellshell midsurfacemidsurface rebarrebar materialmaterial namename 初始状况的施加初始状况的施加 定义定义 rebar 的预应力 在的预应力 在 cae 中不支持 中不支持 INITIAL INITIAL CONDITIONSCONDITIONS TYPE STRESS TYPE STRESS REBARREBAR elementelement numbernumber oror elementelement setset name name rebarrebar name name prestressprestress valuevalue 在在 standard 中保持中保持 rebar 的预应力的预应力 施加预应力后 除非设定保持恒定 否则将随着平衡静态分析步而变化 这是施加预应力后 除非设定保持恒定 否则将随着平衡静态分析步而变化 这是 因为自平衡应力状态建立以后结构应变变化的结果 你也能通过定义因为自平衡应力状态建立以后结构应变变化的结果 你也能通过定义 rebar 的的 一些常数以维持预应力不变 通常 预应力在分析的第一步保持不变 这是通一些常数以维持预应力不变 通常 预应力在分析的第一步保持不变 这是通 用假设 用假设 如果在前一分析步中预应力变化 而在后一分析步中保持不变 如果在前一分析步中预应力变化 而在后一分析步中保持不变 rebar 的预应的预应 力数值将会由于额外的变形而发生变化 如果在预应力恒定的分析步之后的分力数值将会由于额外的变形而发生变化 如果在预应力恒定的分析步之后的分 析中没有引入塑性变形 析中没有引入塑性变形 reabr 上的预应力将恢复 上的预应力将恢复 PRESTRESS PRESTRESS HOLDHOLD 在在 reabr 上定义基于结果状态变量的初始值 上定义基于结果状态变量的初始值 CAE 不支持 不支持 INITIAL INITIAL CONDITIONSCONDITIONS TYPE SOLUTION TYPE SOLUTION REBARREBAR 输出输出 Rebar 积分点处的轴力可用积分点处的轴力可用 RBFOR 轴向应力 轴向应力 截面积 输出 无论截面积 输出 无论 rebar 的材料是什么 的材料是什么 rebar 都被当作不可压缩材料进行计算当前面积 对于膜都被当作不可压缩材料进行计算当前面积 对于膜 面面 壳单元中的壳单元中的 rebar RBANG 和和 RBROT 可表征变形后的可表征变形后的 rebar 几何 这些几何 这些 量都采用用户定义的单元等参方向为基准输出 并不是以缺省的单元局部坐标量都采用用户定义的单元等参方向为基准输出 并不是以缺省的单元局部坐标 系或自定义的坐标系为基准 系或自定义的坐标系为基准 定义定义 rebar 角度输出方向角度输出方向 RBANG 和和 RBROT 能通过壳能通过壳 膜膜 面单元的任一等参方向为基准确认 可面单元的任一等参方向为基准确认 可 以通过设定以通过设定 1 或或 2 轴等参方向作为基准 以单元法向为主轴 右手定则确认角轴等参方向作为基准 以单元法向为主轴 右手定则确认角 度的正向 默认方向为度的正向 默认方向为 1 等参方向 等参方向 在轴对称壳在轴对称壳 膜膜 面单元中 面单元中 1 等参方向为子午面方向 等参方向为子午面方向 2 等参方向为圆周方向 等参方向为圆周方向 在三角元中定义如下 在三角元中定义如下 对于对于 3 节点三角元 节点三角元 1 等参向 等参向 1 节点与单元节点与单元 2 号边的中点的号边的中点的 连线连线 2 等参向 等参向 单元单元 1 号边中点与单元号边中点与单元 2 号号 边中点的连线 边中点的连线 对于对于 6 节点三角元 节点三角元 1 等参向 等参向 节点节点 1 与与 5 的连线的连线 2 等参向 等参向 节点节点 4 与与 6 的连线的连线 REBAR REBAR LAYERLAYER CAECAE 中不能定义方向用于角度输出 中不能定义方向用于角度输出 rebarrebar layerlayer namename A s distancedistance ofof rebarrebar fromfrom shellshell midsurfacemidsurface rebarrebar materialmaterial namename isoparametricisoparametric directiondirection 例子 例子 REBAR REBAR LAYERLAYER ORIENTATION ORIENTORIENTATION ORIENT Rbname Rbname 0 01 0 01 0 1 0 1 0 0 0 0 Rbmat Rbmat 30 30 2 2 输出基准方向 输出基准方向 ORIENTATION ORIENTATION SYSTEM RECTANGULAR SYSTEM RECTANGULAR NAME ORIENTNAME ORIENT 0 7071 0 7071 0 7071 0 7071 0 0 0 0 0 7071 0 7071 0 7071 0 7071 0 00 0 3 3 0 00 0 FigureFigure 2 2 32 2 3 9 9 RBANGRBANG measurementmeasurement forfor rebarrebar defineddefined relativerelative toto user defineduser defined locallocal coordinatecoordinate directions directions 2 2 4 将将 rebar 定义为单元属性定义为单元属性 首选方法是采用首选方法是采用 rebar layer 定义 也可以将定义 也可以将 rebar 直接定义为单元属性 直接定义为单元属性 这种做法很烦琐 并且其定位和结果都不能在这种做法很烦琐 并且其定位和结果都不能在 cae 中显示 中显示 1 用途 用途 用于定义实体用于定义实体 膜膜 壳单元中的单轴加强筋壳单元中的单轴加强筋 在实体单元中定义单根杆在实体单元中定义单根杆 用于在实体用于在实体 膜膜 壳单元中定义单一间距的加强筋层 等厚度 每一加强杆的壳单元中定义单一间距的加强筋层 等厚度 每一加强杆的 截面积截面积 加强杆间距 加强杆间距 能用于热力耦合分析 但没有热传导系数和比热容参数能用于热力耦合分析 但没有热传导系数和比热容参数 在在 standard 中没有质量中没有质量 不能用于热传导和质点散射分析不能用于热传导和质点散射分析 不能用于三角形壳不能用于三角形壳 膜单元或者三棱锥 三棱柱单元膜单元或者三棱锥 三棱柱单元 材料与含筋单元不同材料与含筋单元不同 2 对对 rebar 组命名组命名 REBAR REBAR ELEMENT ELEMENT elemelem MATERIAL MATERIAL matmat NAME NAME namename 能用于结果输出和预应力施加 能用于结果输出和预应力施加 3 在三维壳和膜单元中定在三维壳和膜单元中定 rebar 在在 3D 壳和膜单元中可以定义等参或者壳和膜单元中可以定义等参或者 skew rebar 三角元不能使用 除非 三角元不能使用 除非 采用塌陷的四角元替代 采用塌陷的四角元替代 Rebar 的结果方向由的结果方向由 rebar 使用的类型 等参还是使用的类型 等参还是 skew 来决定 由于单元扭曲 所以 来决定 由于单元扭曲 所以 rebar 必须仔细定义 该技术应该只用在必须仔细定义 该技术应该只用在 非关键的网格或者应力梯度不是很高的部位 非关键的网格或者应力梯度不是很高的部位 Rebar 的应力计算与含筋单元采用一样的积分点 的应力计算与含筋单元采用一样的积分点 3 1 在在 3D 壳壳 膜单元中定义等参膜单元中定义等参 rebar FigureFigure 2 2 42 2 4 1 1 Isoparametric Isoparametric rebarrebar inin anan undistortedundistorted three three dimensionaldimensional shellshell oror membranemembrane element element 等参等参 rebar 沿着单元常等参线的映射对齐 沿着单元常等参线的映射对齐 如果含筋单元的两条对边不平行 单元内每个积分点处的如果含筋单元的两条对边不平行 单元内每个积分点处的 rebar 方向不同 方向不同 FigureFigure 2 2 42 2 4 2 2 Isoparametric Isoparametric rebarrebar directionsdirections inin a a distorteddistorted three dimensionalthree dimensional shellshell oror membranemembrane elementelement dashed dashed lineslines indicateindicate rebarrebar directions directions Rebar 的间距在物理空间固定 如果含筋单元的边不平行 采用间距值会的间距在物理空间固定 如果含筋单元的边不平行 采用间距值会 使通过含筋单元一条边的真实使通过含筋单元一条边的真实 rebar 数量将与其对边的数量不等 数量将与其对边的数量不等 定义定义 rebar 要指定 要指定 含筋单元含筋单元 每个每个 rebar 的截面积的截面积 在壳的含筋平面内在壳的含筋平面内 rebar 的间距的间距 rebar 将在等参空间内平行的轴的编号 将在等参空间内平行的轴的编号 对于壳单元 还要指定壳厚度向上的对于壳单元 还要指定壳厚度向上的 rebar 与壳中面的距离 如果壳与壳中面的距离 如果壳 厚度采用节点厚度进行定义 该值将被缩放 厚度采用节点厚度进行定义 该值将被缩放 REBAR ELEMENT SHELL MATERIAL mat GEOMETRY ISOPARAMETRIC REBAR ELEMENT MEMBRANE MATERIAL mat GEOMETRY ISOPARAMETRIC 3 2 在在 3D 壳壳 膜单元中定义膜单元中定义 skew rebar Skew rebar 不必与单元的边相似 能沿着局部不必与单元的边相似 能沿着局部 1 轴任意定位 定义轴任意定位 定义 rebar 的方向只有以下两种方式 的方向只有以下两种方式 采用投影的局部采用投影的局部 1 轴方向 未定义定位方向坐标系时 或者自定义的坐标系轴方向 未定义定位方向坐标系时 或者自定义的坐标系 1 轴方向定位 轴方向定位 FigureFigure 2 2 42 2 4 3 3 Skew Skew rebarrebar inin a a three dimensionalthree dimensional shellshell oror membrane membrane 在壳在壳 膜单元上定义的方向定位对膜单元上定义的方向定位对 rebar 角度定位没影响 如果壳角度定位没影响 如果壳 膜在空膜在空 间弯曲 单元上局部间弯曲 单元上局部 1 轴发生变化 轴发生变化 skew rebar 将相应变化 将相应变化 3 2 1 以默认投影的局部坐标系作为基准定义以默认投影的局部坐标系作为基准定义 skew rebar FigureFigure 2 2 42 2 4 4 4 SkewSkew rebarrebar defineddefined relativerelative toto defaultdefault locallocal coordinatecoordinate directions directions 如果没有采用自定义的局部坐标系 如上图定位 而且当壳与整体坐标系如果没有采用自定义的局部坐标系 如上图定位 而且当壳与整体坐标系 的的 1 轴几乎平行时 在单元内或单元间的局部 轴几乎平行时 在单元内或单元间的局部 1 轴将变化剧烈 轴将变化剧烈 REBAR ELEMENT SHELL MATERIAL mat GEOMETRY SKEW REBAR ELEMENT MEMBRANE MATERIAL mat GEOMETRY SKEW 3 2 2 以自定义局部坐标系作为基准定义以自定义局部坐标系作为基准定义 skew rebar FigureFigure 2 2 42 2 4 5 5 SkewSkew rebarrebar defineddefined relativerelative toto user defineduser defined locallocal coordinatecoordinate directions directions REBAR ELEMENT SHELL MATERIAL mat GEOMETRY SKEW ORIENTATION name REBAR ELEMENT MEMBRANE MATERIAL mat GEOMETRY SKEW ORIENTATION name 3 3 在轴对称壳在轴对称壳 膜单元中定义膜单元中定义 rebar 如果从轴对称模型采用如果从轴对称模型采用 SYMMETRIC MODEL GENERATION 命令生成命令生成 3D 模型 只有平衡模型 只有平衡 rebar 可以转换 在通用轴对称膜单元中非平衡可以转换 在通用轴对称膜单元中非平衡 rebar 将正将正 确转换 确转换 REBAR ELEMENT AXISHELL MATERIAL mat REBAR ELEMENT AXIMEMBRANE MATERIAL mat 4 在连续体单元中定义在连续体单元中定义 rebar 不能在三角形不能在三角形 棱柱棱柱 棱锥棱锥 无限元中定义无限元中定义 rebar 但是可采用塌陷单元替代 但是可采用塌陷单元替代 这时要注意这时要注意 rebar 定位及方向 定位及方向 4 1 在平面和轴对称连续体单元中定义在平面和轴对称连续体单元中定义 rebar 层层 通常 通常 rebar 形成一个层 该层位于一个形成一个层 该层位于一个与实体面与实体面相垂直相垂直的平面的平面上 所以上 所以 必须要必须要定义定义 在实体上在实体上 rebar 面与实体相交的面与实体相交的 线线 角度的定位基于 角度的定位基于该线该线 并 并 在在 3D 空间测量 而不是在等参面中测量 该线的正向为从低编号单元边指向空间测量 而不是在等参面中测量 该线的正向为从低编号单元边指向 高编号单元边 高编号单元边 正值角度表明加强筋从下指入正值角度表明加强筋从下指入模型参照平面模型参照平面 模型参照平面总平行于模型参照平面总平行于 z 轴轴 平面应变分析 或者平面应变分析 或者 轴在轴在 轴对称分析轴对称分析 FigureFigure 2 2 42 2 4 8 8 OrientationOrientation ofof rebarsrebars inin planeplane andand axisymmetricaxisymmetric solidsolid elements elements 4 1 1 定义定义等参等参 rebar 对于等参对于等参 rebar rebar layer 与模型平面的交线将位于沿着单元的与模型平面的交线将位于沿着单元的实等参实等参 线线的映射 需要定义下列因素 的映射 需要定义下列因素 含筋单元含筋单元 每个每个 rebar 的截面积的截面积 间距间距 从相应边 例如下图从相应边 例如下图 1 边 开始的边 开始的距离份数值距离份数值 边 边 1 与 与 rebar 的间距的间距 相应相应 rebar 穿过的邻边 穿过的邻边 2 的边长 的边长 上一项中作为参考的边的编号 上一项中作为参考的边的编号 1 对于轴对称单元 要定义对于轴对称单元 要定义径向位置径向位置以确定以确定间距测量点间距测量点 FigureFigure 2 2 42 2 4 9 9 IsoparametricIsoparametric rebarrebar layerlayer definitiondefinition inin solidsolid elements elements REBAR ELEMENT CONTINUUM MATERIAL mat GEOMETRY ISOPARAMETRIC 4 4 1 1 2 2 定义定义 skewskew rebarrebar 斜交 斜交 rebarrebar 对于对于 skew rebar rebar 层与模型平面的层与模型平面的交线交线会与会与单元的两条边单元的两条边相交相交 需 需 要定义下列因素 要定义下列因素 含筋单元含筋单元 每个每个 rebar 的截面积的截面积 间距间距 Rebar 定位角定位角 对于轴对称单元 对于轴对称单元 要定义径向位置以确定间距测量点要定义径向位置以确定间距测量点 沿着单元所有边的沿着单元所有边的距离份数值距离份数值 一般只有两个值为非零值 一般只有两个值为非零值 FigureFigure 2 2 42 2 4 1010 SkewSkew rebarrebar layerlayer definitiondefinition inin solidsolid elements elements 在在显式计算显式计算的连续体单元中定义的连续体单元中定义 skewskew rebarrebar 能大幅能大幅增加运算时间增加运算时间 在很 在很 多情况下 单元的稳定时间增量步由多情况下 单元的稳定时间增量步由 rebarrebar 的稳定时间增量步决定 而的稳定时间增量步决定 而 rebarrebar 的稳定时间增量步又与的稳定时间增量步又与 rebarrebar 长度长度成比例 如果在连续体中成比例 如果在连续体中 skewskew rebarrebar 与单与单 元的两条相邻边相交 元的两条相邻边相交 rebarrebar 长度将会比平均单元边长小很多 从而生成一个长度将会比平均单元边长小很多 从而生成一个 非常小的单元稳定时间增量步 非常小的单元稳定时间增量步 REBAR ELEMENT CONTINUUM MATERIAL mat GEOMETRY SKEW 4 4 1 1 3 3 在在 2 2 D D 轴对称轴对称和通用平面应变元中定义单根和通用平面应变元中定义单根 rebarrebar RebarRebar 沿着厚度方向 通用平面应变元 或沿着厚度方向 通用平面应变元 或沿着周向 沿着周向 2 2 D D 轴对称 与模轴对称 与模 型的平面垂直型的平面垂直 FigureFigure 2 2 42 2 4 1111 SingleSingle rebarrebar inin a a solidsolid element element 测量测量距离份数距离份数从每边的第一个节点开始 从每边的第一个节点开始 需要定义 需要定义 含筋单元含筋单元 每个每个 rebar 的截面积的截面积 距离份数距离份数 F1 距离份数距离份数 F2 REBAR REBAR ELEMENT CONTINUUM ELEMENT CONTINUUM MATERIAL MATERIAL matmat SINGLESINGLE 4 2 在在 3D 连续体单元中定义连续体单元中定义 rebar 层层 一般采用一般采用含筋面含筋面来定义 如果含筋面不好定义的话 这种来定义 如果含筋面不好定义的话 这种 rebar 定义将会定义将会 非常低效 非常低效 在等参映射的立方体中 在等参映射的立方体中 rebar 面总是有两条平行于面总是有两条平行于等参方向等参方向的边 在该的边 在该 立方体中立方体中 垂直与 垂直与所指定的等参方向所指定的等参方向的表面的表面将被用于确定将被用于确定 rebar 面上另外两条面上另外两条 边的位置 边的位置 FigureFigure 2 2 42 2 4 1212 IsoparametricIsoparametric directiondirection andand edgeedge definitionsdefinitions forfor three dimensionalthree dimensional elements elements 如果采用了等参如果采用了等参 rebar rebar 面上的两条面上的两条不平行于自定义的等参方向的边不平行于自定义的等参方向的边 与其他两个等参方向中的一个方向平行 在这种等参映射立方体的与其他两个等参方向中的一个方向平行 在这种等参映射立方体的 rebar 平面平面 上一个等参坐标系为常数 上一个等参坐标系为常数 FigureFigure 2 2 42 2 4 1313 ElementElement withwith twotwo layerslayers ofof isoparametricisoparametric rebar rebar 如果存在如果存在 skew rebar rebar 面的两条边 通常不平行于自定义的等参方面的两条边 通常不平行于自定义的等参方 向 也不会平行于另外两个方向中的一个 向 也不会平行于另外两个方向中的一个 Rebar 面上这两条边的位置在选定面上这两条边的位置在选定 的等参方向下通过的等参方向下通过 rebar 平面与相交面的交线的距离份数来确定 所有平面与相交面的交线的距离份数来确定 所有 4 个距个距 离份数都要给定 其中只有两个能非零 离份数都要给定 其中只有两个能非零 定位角要在定位角要在等参映射的立方体中等参映射的立方体中定义 定义 Rebar 的正向指入单元 的正向指入单元 若若 rebar 层在空间内弯曲 每个积分点处的角度将不同 有可能层在空间内弯曲 每个积分点处的角度将不同 有可能每个单元每个单元 要定义一个平均了的定位角要定义一个平均了的定位角 通过合理的划分网格 可以减轻对计算结果精度 通过合理的划分网格 可以减轻对计算结果精度 的影响 的影响 FigureFigure 2 2 42 2 4 1414 OrientationOrientation exampleexample forfor three dimensionalthree dimensional skewskew rebarrebar modeling modeling isoparametricisoparametric directiondirection 2 2 ShownShown inin thethe mappedmapped isoparametricisoparametric element element 4 2 1 定义等参定义等参 rebar 需要定义 需要定义 含筋单元含筋单元 截面积截面积 间距间距 定位角定位角 距离份数距离份数 距离份数定义的参照边号距离份数定义的参照边号 RebarRebar 的等参方向的等参方向 REBAR REBAR ELEMENT CONTINUUM ELEMENT CONTINUUM MATERIAL MATERIAL matmat GEOMETRY ISOPARAMETRICGEOMETRY ISOPARAMETRIC 例子 例子 HEADING HEADING ISOPARAMETRICISOPARAMETRIC REBARREBAR NODE NODE 1 1 0 0 0 0 2 2 10 10 0 0 3 3 10 10 5 5 4 4 0 0 5 5 5 5 0 0 0 0 7 57 5 6 6 10 10 0 0 12 512 5 7 7 10 10 5 5 12 512 5 8 8 0 0 5 5 7 57 5 ELEMENT ELEMENT TYPE TYPE C3D8RC3D8R ELSET ONEELSET ONE 1 1 2 3 4 5 6 7 81 1 2 3 4 5 6 7 8 REBAR REBAR ELEMENT CONTINUUM ELEMENT CONTINUUM MATERIAL STEEL MATERIAL STEEL GEOMETRY ISOPARAMETRIC GEOMETRY ISOPARAMETRIC NAME LAYER ANAME LAYER A ONE 04 2 5 49 32628 0 25 4 2ONE 04 2 5 49 32628 0 25 4 2 REBAR REBAR ELEMENT CONTINUUM ELEMENT CONTINUUM MATERIAL STEEL MATERIAL STEEL GEOMETRY ISOPARAMETRIC GEOMETRY ISOPARAMETRIC NAME LAYER BNAME LAYER B ONE 04 1 63 43494 0 5 3 2ONE 04 1 63 43494 0 5 3 2 MATERIAL MATERIAL NAME STEELNAME STEEL ELASTIC ELASTIC 30 E6 30 E6 FigureFigure 2 2 42 2 4 1515 ExampleExample definingdefining isoparametricisoparametric rebar rebar 4 4 2 2 2 2 定义定义 skewskew rebarrebar 需要定义 需要定义 含筋单元含筋单元 截面积截面积 间距间距 定位角定位角 沿着每条边的距离份数沿着每条边的距离份数 RebarRebar 的等参方向的等参方向 REBAR REBAR ELEMENT CONTINUUM ELEMENT CONTINUUM MATERIAL MATERIAL matmat GEOMETRY SKEWGEOMETRY SKEW 例子 例子 FigureFigure 2 2 42 2 4 1616 ExampleExample definingdefining skewskew rebar rebar HEADING HEADING NODE NODE 1 1 0 0 0 0 2 2 10 10 0 0 3 3 10 10 5 5 4 4 0 0 5 5 5 5 0 0 0 0 7 57 5 6 6 10 10 0 0 12 512 5 7 7 10 10 5 5 12 512 5 8 8 0 0 5 5 7 57 5 ELEMENT ELEMENT TYPE C3D8R TYPE C3D8R ELSET ONEELSET ONE 1 1 2 3 4 5 6 7 81 1 2 3 4 5 6 7 8 REBAR REBAR ELEMENT CONTINUUM ELEMENT CONTINUUM MATERIAL STEEL MATERIAL STEEL GEOMETRY SKEW GEOMETRY SKEW NAME LAYER ANAME LAYER A ONE ONE 04 04 2 5 2 5 55 28 55 28 2 2 2 2 0 0 4 4 0 0 MATERIAL MATERIAL NAME STEELNAME STEEL ELASTIC ELASTIC 30 E6 30 E6 TheThe rebarrebar layerlayer isis defineddefined usingusing isoparametricisoparametric directiondirection 2 2 TheThe intersectingintersecting faceface isis defineddefined inin FigureFigure 2 2 42 2 4 1212 andand hashas nodesnodes 1 5 1 5 6 2 6 2 TheThe positionposition ofof thethe rebarrebar layerlayer isis givengiven byby itsits intersectionintersection withwith thethe edgesedges ofof thisthis face face thethe fractionalfractional distances distances andand areare shownshown inin FigureFigure 2 2 42 2 4 1616 TheThe orientationorientation angleangle ofof thethe rebarrebar inin physicalphysical spacespace isis 30 30 FollowingFollowing thethe samesame procedureprocedure forfor calculatingcalculating asas waswas describeddescribed forfor isoparametricisoparametric rebar rebar andand thethe orientationorientation angleangle inin thethe isoparametric mappedisoparametric mapped cubecube isis 55 28 55 28 4 4 3 3 在三维连续体单元中定义单根在三维连续体单元中定义单根 rebarrebar 需要定义 需要定义 含筋单元含筋单元 截面积截面积 F1F1 F2F2 RebarRebar 的等参方向的等参方向 REBAR REBAR ELEMENT CONTINUUM ELEMENT CONTINUUM MATERIAL MATERIAL matmat SINGLESINGLE 5 5 定义定义 rebarrebar 材料材料 下列材料在隐式中不能使用 下列材料在隐式中不能使用 多孔金属塑性多孔金属塑性 下列材料行为在显式中不能使用 下列材料行为在显式中不能使用 完全各向异性的弹性完全各向异性的弹性 通过定义弹性刚度矩阵来定义正交各向异性通过定义弹性刚度矩阵来定义正交各向异性 状态等式状态等式 多孔金属塑性多孔金属塑性 扩展的扩展的 DRUCKERDRUCKER PragerPrager 模型模型 修正的修正的 DRUCKERDRUCKER Prager capPrager cap 模型模型 可压缩的泡沫塑性模型可压缩的泡沫塑性模型 混凝土的断裂模型混凝土的断裂模型 6 6 在在 rebarrebar 中施加预应力中施加预应力 INITIAL INITIAL CONDITIONSCONDITIONS TYPE STRESS TYPE STRESS REBARREBAR elementelement numbernumber oror elementelement setset name name rebarrebar name name prestressprestress valuevalue 1 1 2 2 2 2 abaqusabaqus 内部约定内部约定 1 1 用于非轴对称单元的自由度约定用于非轴对称单元的自由度约定 1 1 x x 位移位移 2 2 y y 位移位移 3 3 z z 位移位移 4 4 rotxrotx 5 roty5 roty 6 6 rotzrotz 7 7 翘曲值 用于开口梁 翘曲值 用于开口梁 8 8 孔隙压力 用于静水压力 孔隙压力 用于静水压力 9 9 电压 电压 1010 不使用 不使用 1111 温度 或者归一化的集中 温度 或者归一化的集中 用于质点发散分析中 用于质点发散分析中 1212 第 第 2 2 温度 用于壳温度 用于壳 梁 梁 1313 第 第 3 3 温度 用于壳温度 用于壳 梁 梁 1414 同上同上 注意 注意 xyzxyz 方向与整体方向与整体 XYZXYZ 相应重合 如果节点处定义了局部转换 相应重合 如果节点处定义了局部转换 xyzxyz 将将 和转换中定义的局部方向重合 和转换中定义的局部