采用塑性损伤模型分析钢-混凝土组合构件的静力性能

在大型通用有限元软件ABAQUS中,为混凝土材料定义了一种材料模型:塑性损伤模型.它可以模拟混凝土材料的拉裂和压碎等力学现象,而且使用也较为方便.在本文中,作者结合自己的研究工作,介绍了塑性损伤模型在钢管混凝土柱、型钢-钢管混凝土柱和钢管混凝土叠合柱静力性能分析中的应用,详细讨论了混凝土塑性损伤模型中有关参数的设置方法.计算结果表明,在准确合理建模和设置参数的前提下,可以利用ABAQUS中的塑性损伤模型准确地模拟钢-混凝土组合构件的静力性能,从而减小实验工作量,节约开支.本文的有关论述和方法可为同类研究提供参考.     

混凝土损伤塑性模型的楔入劈拉数值模拟

为了评估ABAQUS中混凝土损伤塑性模型分析混凝土材料和构件静力性能的能力,先介绍了损伤塑性模型的理论基础,然后用该模型对楔入劈拉试验进行有限元分析,并与试验结果进行对比,探讨了混凝土损伤塑性模型在混凝土非线性分析中的具体应用价值以及关键参数的取值,为该模型的进一步推广以及改进提供了参考.     

基于能量耗散的混凝土塑性-损伤模型

应用连续介质损伤力学和塑性流动理论,建立了基于能量耗散机制的塑性-损伤耦合模型。模型采用非关联塑性流动法则描述混凝土不可恢复变形的演化。模拟刚度退化的损伤变量演化函数则通过断裂能和应力-非弹性应变空间中的累积耗散能量建立。基于有限元程序ABAQUS,推导了增量格式的材料雅可比矩阵,构建了塑性-损伤模型的仿真分析程序。应用模型分析混凝土板平面内双轴受压试验、混凝土切口梁试验和钢筋混凝土梁受弯试验,计算获得的构件响应与试验结果吻合良好,能够反映多轴应力状态对混凝土抗压强度的影响,也能准确模拟损伤导致的构件非线性反应。     

混凝土塑性损伤模型损伤因子研究及其应用

在有限元软件ABAQUS中,为混凝土材料定义了一种材料模型:塑性损伤模型,它可以模拟混凝土材料的拉裂和压碎等力学现象,而且使用也较为方便.本文基于能量损失原理,编制相关的计算程序,获得了现行《混凝土结构设计规范》提供的混凝土受压和受拉应力-应变关系曲线对应的混凝土损伤因子随应变增长的变化曲线.基于本文的研究成果,介绍了...     

基于混凝土损伤塑性模型的框架结构开裂损伤分析

通过有限元分析软件ABAQUS建立某12层框架结构并进行时程分析,基于混凝土损伤塑性模型,研究了该框架结构在地震作用下的结构开裂损伤发展状况,探讨了应用混凝土损伤塑性模型预测钢筋混凝土框架结构整体损伤及裂缝发展的可行性及存在的问题,为相似的框架结构的损伤破坏提供理论支持。     

基于ABAQUS塑性损伤模型损伤因子的仿真分析

依据现行的《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)提供的混凝土单轴应力应变曲线,结合能量等价原理,推导出适用于ABAQUS软件计算中混凝土塑性损伤模型损伤因子的计算公式。通过利用ABAQUS软件对文献中一榀2层双跨钢筋混凝土框架进行非线性分析,将框架破坏时的有限元分析结果与文献试验结果进行对比,框架最后破坏现象一致;并将框架有限元分析层间位移结果和文献试验数据进行对比,吻合度较好,从而验证了文中所述混凝土塑性损伤模型中损伤因子的计算公式的可靠性,可为使用ABAQUS软件模拟钢筋混凝土结构在荷载作用下刚度退化提供参数借鉴意义。     

基于不同损伤因子的RC剪力墙抗震性能数值分析

采用ABAQUS对RC剪力墙进行抗震性能数值模拟时,混凝土常用塑性损伤模型。为研究塑性损伤模型中损伤因子对数值模拟结果的影响,基于四种不同模型计算损伤因子,以已有RC剪力墙为例,得到不同损伤因子下RC剪力墙的滞回曲线;通过对RC剪力墙承载力和累积耗能的量化评价,得出采用能量等效模型计算损伤因子的剪力墙模拟结果与试验结果吻合度最高。为今后采用ABAQUS模拟RC剪力墙抗震性能的参数选取提供一定的参考。     

ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数标定及验证

基于混凝土结构设计规范提供的混凝土本构关系,通过引入损伤因子,对ABAQUS混凝土塑性损伤模型中所涉及的材料参数标定和验证进行了研究。用规范给予的本构关系对混凝土材料进行参数计算,然后对比分析模拟结果和规范曲线,来验证混凝土损伤塑性模型(CDP模型)参数设置的正确性;通过对一配置弯起钢筋的混凝土简支梁进行精细化建模,验证CDP模型在混凝土结构非线性分析中的可靠性,为钢筋混凝土结构精细化非线性有限元分析提供参考。     

钢筋混凝土梁非线性有限元分析

利用有限元分析软件ABAQUS对一钢筋混凝土简支梁进行数值模拟,通过引出混凝土塑性损伤模型及材料损伤因子等参数描述了构件的破坏过程及其极限承载力.ABAQUS分析值与试验结果对照发现,使用ABAQUS模拟钢筋混凝土结构的精度较高,为今后复杂结构内力变形有限元分析提供了参考.     

基于ABAQUS的型钢-RPC梁抗弯性能试验验证

为了研究利用ABAQUS软件模拟活性粉末混凝土(RPC)梁抗弯性能的适用性,基于该软件中的混凝土材料塑性损伤(CDP)模型,针对RPC不同的本构模型,采用当前几种主流的塑性损伤因子计算方法,得到了适用于RPC材料的CDP参数.结合已有的型钢-RPC梁抗弯性能试验,将RPC材料的CDP参数输入ABAQUS软件中,建立了考...     

损伤理论在纤维混凝土弯曲性能研究中的应用

通过钢纤维混凝土 4点弯曲试验 ,对经典的刚度衰减法等一系列描述损伤的模型进行了分析比较 ,同时对依赖于应变的分段损伤模型进行了分析 ,认为修正后的刚度衰减模型更能够反映混凝土及纤维混凝土弯曲损伤的发展规律。此外 ,对于以损伤耗散能量法建立的岩石损伤模型 ,利用弯曲试验结果进行分析 ,同样可以用来描述混凝土弯曲损伤演化规律。     

钢纤维混凝土疲劳损伤行为研究

研究了轴向压缩疲劳荷载作用下钢纤维混凝土的疲劳损伤演化行为，给出了描述该损伤行为演变规律的力学模型。     

基于ABAQUS的钢管混凝土柱有限元分析

ABAQUS作为一款大型有限元分析软件,其在工程结构研究领域得到了大量的应用。本文基于混凝土损伤塑形模型,采用该软件对两钢管混凝土轴压柱进行有限元模拟,讨论了钢管混凝土柱的三维非线性分析的建模方法和模型参数取值。研究了钢管混凝土柱的破坏特征、应力和应变特点等,并与试验结果对比,验证有限元模拟结果的可靠度。     

桥梁动力弹塑性分析方法对比研究

为明确纤维模型和分离式模型在应用于桥梁抗震分析中的差异,本文利用通用有限元软件ABAQUS,采用混凝土弹塑性损伤模型,对某连续剐构桥建立了分离式模型。考虑桥墩高宽比变化,进行了罕遇地震下的弹性与弹塑性动力时程分析,并将结果与纤维模型分析的结果进行对比研究。分析表明：在弹性状态,两种模型的分析结果受桥墩高宽比影响较小,能得到较一致的解答;在弹塑性阶段,纤维模型具有更高的计算效率．但对于弯曲破坏不明显的桥梁结构其分析结果并不能反应桥墩的真实损伤情况,对于弯曲破坏显著的桥梁结构却不失为一种有效的工程分析方法;应用分离式模型进行弹塑性动力分析,能够直观地反映桥梁结构的损伤分布,是一种更为合理更为精细的弹塑性动力分析方法。     

混凝土多轴弹塑性损伤本构模型

建立了混凝土的多轴弹塑性损伤本构模型.考虑到混凝土在受拉和受压荷载作用下的不同破坏机理,将应力张量分解成受拉和受压两部分,定义了塑性屈服函数,从而达到考虑混凝土塑性变形的目的.在连续损伤力学理论的框架内定义了相应的损伤变量,并分别给出了损伤准则,以描述材料的不同损伤过程.对混凝土的单/双轴受拉和单/双轴受压四种加载情形进行了数值计算,并与相关的试验对比,结果验证了模型的正确性及有效性.     

基于修正弹塑性损伤模型的钢筋混凝土高桥墩地震损伤分析

Faria-Oliver损伤本构模型是一种模型参数少、标定方便、计算效率较高的混凝土弹塑性损伤本构模型,但此模型对循环荷载作用下混凝土受拉行为的描述略有不足;针对此点提出了修正模型,并基于大型有限元软件ABAQUS编制了修正模型的用户材料子程序VUMAT,对钢筋混凝土高桥墩进行了地震损伤分析。分析结果表明:基于提出的修正Faria-Oliver损伤模型对高桥墩进行地震损伤分析,能有效识别高桥墩在地震作用下的典型损伤破坏过程。并进而发现高桥墩在地震作用下易发生多处损伤,且损伤位置以及损伤演化过程对地震动频谱特性具有敏感性的特点。     

考虑存活率的RPC损伤-残余应变曲线

在轴心受压疲劳试验的基础上,对活性粉末混凝土(RPC)的疲劳残余塑性应变进行了Weibull分布检验,以残余塑性应变的变化定义了疲劳损伤,建立了能描述RPC疲劳损伤与残余应变概率关系的曲线。可以直接通过该曲线得到不同存活率下RPC的损伤起始残余应变和破坏极限残余应变,并能通过测量得到的残余应变值判断结构所处的损伤状态。本文的研究为评估RPC结构的可靠度提供了一种实用方法。     

早龄期混凝土单轴拉伸试验的数值模拟

基于强度为C40,龄期分别为2d,7d,28d的混凝土单轴拉伸试验,通过编制用户子程序调用通用有限元软件ABAQUS中的损伤塑性模型,对试验进行了数值模拟。该模型将损伤和塑性作为材料的两个内变量,共同引起混凝土的强度变化及变形。混凝土试件宏观裂缝的出现及扩展（应变软化段）由耦合了损伤变量的弥散裂缝模型进行计算。将模拟出的应力一位移曲线与试验曲线进行对比,并将不同龄期的曲线之间进行了相互对比。结果均令人满意。通过对模拟出的塑性应变场、损伤场的分析,形象地再现了早龄期混凝土试件单轴拉伸破坏的全过程,为早龄期混凝土结构的拉伸损伤断裂过程分析提供了有力的数值工具。