混凝土损伤塑性模型的参数分析

阐述了ABAQUS中混凝土损伤塑性模型材料参数的设定方法和取值要求,分析讨论了膨胀角、粘性系数等一些重要参数的定义和计算方法.通过对钢筋混凝土单层单跨框架进行有限元分析,与试验结果进行对比,验证了ABAQUS中混凝土损伤塑性模型在实际应用中的可靠性,并进一步分析了各参数设置对计算结果的影响.     

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,介绍了损伤因子在钢筋混凝土构件、新型钢管混凝土-钢筋混凝土梁节点和整体结构弹塑性分析中的应用实例.本文的有关论述和方法可为同类研究提供参考.     

ABAQUS中混凝土材料损伤参数的研究

以损伤定义为依据,针对小位移情况,在ABAQUS损伤参数输入中找到一种确定损伤参数的简单且实用的方法.论述了通过此方法确定混凝土塑性损伤的参数,然后对一根混凝土柱用ABAQUS有限元分析软件进行往复荷载模拟,将模拟结果与实验结果进行对比,分析在小位移情况下此种方法的可行性及不足,验证在小位移情况下参数的准确性.     

ABAQUS塑性损伤模型非线性分析在双向板试验中的应用研究

塑性损伤模型是有限元软件ABAQUS中应用广泛的一种混凝土非线性本构模型.采用CDP混凝土本构模型并针对混凝土非线性行为进行有限元模拟,结合一个现浇双向板试验对比分析,验证了在ABAQUS有限元分析中CDP模型应用到混凝土结构中可以较好的为解决实际工程提供分析参考价值.     

混凝土率相关单轴塑性损伤本构的开发及应用

为了对爆炸作用下钢筋混凝土 (reinforced concrete, RC) 构件动力响应进行简化分析, 需要合理描述混凝土和钢筋的应变率效应, 而LS-DYNA中缺乏能够考虑混凝土应变率效应的单轴本构模型, 因此, 结合Faria单轴塑性损伤模型, 通过黏性规则化方法调整率无关模型的损伤阈值演化律以考虑应变率效应, 并利用LS-DYNA将该模型编制为用户材料子程序VUMAT.以单个单元测试了高应变率下材料的基本性能;基于纤维模型模拟了RC梁在爆炸、冲击作用下的动力响应.结果表明:该本构模型能反映混凝土受拉应变率效应高于受压应变率效应的事实, 同时也能较准确地模拟爆炸与冲击作用下RC梁的动力响应.     

基于塑性损伤模型的管片接头阶段分析

基于上海地铁13号线管片接头足尺加载实验,结合ABAQUS中混凝土塑性损伤模型和混凝土结构设计规范,对混凝土CDP模型的参数进行标定,并建立盾构管片接头塑性损伤三维有限元模型,研究管片接头在弯矩和轴力共同作用下的损伤破坏的全过程,对破坏过程中四个阶段的弯矩、裂缝张开量、挠度和损伤之间的关系进行详细分析。结果表明:塑性损伤模型计算得到的挠度-荷载曲线和试验曲线吻合较好,管片接头经历全截面受压阶段、小变形阶段、大变形阶段和接头接触挤压破坏阶段。以裂缝张开量为基础,结合管片接头挠度、弯矩和拉伸损伤带的损伤平均值,提出盾构管片接头损伤破坏的健康评价指标。     

利用混凝土损伤塑性模型评价CRCP+AC复合式路面的损伤演变

在连续配筋混凝土复合式路面（CRCP＋AC）的研究中,CRCP面板的裂缝形态和分布模式是影响今后路面使用性能和生命周期的重要因素。研究采用ABAQUS有限元程序中的混凝土损伤塑性模型（CDP）表征CRCP面板的力学特性,结合三维瞬态热传导分析的温度场数据,分析了变温条件下的结构损伤情况;并进一步分析复合式路面在温度变化和交通荷载耦合作用下,CRCP面板损伤的演化规律以及裂缝张开闭合的行为特征。研究认为沥青面层的作用不仅仅局限在功能性方面,它可以明显改善CRCP面板的受力状况;复合式路面设计中应根据CRCP面板的温缩性能和损伤性能综合考虑沥青面层的合理厚度。     

剪胀性对混凝土损伤破坏影响的数值模拟

为了调查剪胀性对不同应力状态下的混凝土破坏和应变分布的影响,基于ABAQUS有限元软件中混凝土损伤塑性模型模拟分析混凝土材料和构件在不同应力状态下的破坏和损伤演化过程,并与模型试验结果进行了对比分析。结果表明,在不同应力状态下,混凝土损伤塑性模型均可以较好地反映混凝土材料及构件的损伤和损伤演化。在此基础上,重点探讨了剪胀角对损伤分布和计算收敛性的影响。结果表明,在单轴应力状态和复杂应力状态下,剪胀角参数的取值越小,损伤分布范围越大,计算收敛性越差,计算成本越高。最后提出在工程计算中剪胀角的取值方法。     

基于复合屈服准则的混凝土塑性损伤模型

引入拉伸损伤变量和剪切损伤变量来共同描述损伤对混凝土宏观力学性能的劣化,采用带拉断的MohrCoulomb准则作为塑性损伤模型的屈服准则以及非关联的Drucker-Parager塑性势函数,在热力学和连续损伤理论的框架内建立损伤准则和损伤演化方程,提出了一种改进的混凝土塑性损伤模型,并采用基于完全隐式的向后Euler积...     

基于复合屈服准则的混凝土塑性损伤模型

引入拉伸损伤变量和剪切损伤变量来共同描述损伤对混凝土宏观力学性能的劣化,采用带拉断的Mohr-Coulomb准则作为塑性损伤模型的屈服准则以及非关联的Drucker-Parager塑性势函数,在热力学和连续损伤理论的框架内建立损伤准则和损伤演化方程,提出了一种改进的混凝土塑性损伤模型,并采用基于完全隐式的向后Eu-ler积分算法进行应力更新。在ABAQUS平台上,采用UMAT进行改进的塑性损伤本构模型的二次开发,并进行了单轴和多轴数值验证。计算结果表明:数值结果和理论曲线及试验成果吻合很好,验证了本构模型的合理性。     

钢筋混凝土随机有限元计算软件的开发

在钢筋混凝土随机有限元基本理论和非杆系结构实用设计方法的基础上,利用Fortran语言开发了钢筋混凝土随机有限元应用软件系统.主要介绍了其中计算软件部分的结构设计框架、有关的编制原理及功能特点.借助于该软件,不仅可以对钢筋混凝土结构进行非线性分析,计算在不同极限状态下结构的可靠指标,并可分析随机变量对结构可靠度的影响.     

混凝土板非线性分析的微平面法

讨论了混凝土板非线性分析的微平面法.首先,介绍了微平面法的最新进展、优点和五个基本假设.基于这些假设导出了混凝土的一般本构关系,并进一步给出了本构关系中所包含各参数的显式表达式.然后将混凝土板分成若干层,建立起每层板节点力与节点位移之间的关系.再应用虚功原理,获得了混凝土板有限元分析的计算公式.最后,为了验证本文数值方法,计算了一混凝土板在五个集中力作用下板中心位移与外力之间的关系.数值解与实验数据之间的良好一致性初步证实了该方法的有效性.     

碾压混凝土坝可靠性分析

以碾压混凝土坝为对象 ,利用随机有限元方法 ,研究了坝体及坝体层面的可靠性 ,得出若干规律 ,可供工程设计参考 .     

沥青混凝土路面水损害的形成条件及解决措施

根据黑龙江省沥青混凝土路面运行出现的损坏现象，分析水损害形成的条件及解决措施。     

无粘结预应力混凝土梁非线性有限元分析方法研究

无粘结预应力混凝土的计算并不象有粘结预应力混凝土那样,由外荷载引起预应力筋的应变不能根据相应截面的混凝土的应变求得,其应力的计算比较复杂.以有限元理论为基础,提出无粘结预应力混凝土梁的全过程分析模型,并研究编制了计算程序,分析了无粘结预应力混凝土的整个受力过程、变形发展、混凝土及无粘结筋的应力分布状态等.实例计算结果表明,该模型具有较好的精度,可用于工程结构的实际模拟分析.     

寒区水工混凝土破坏及防治措施

分析说明水工建筑物混凝土质量恶化的原因及防治措施。     

Optimization design of prestressed concrete wind-turbine tower

Wind energy is a clean and renewable energy for which technology has developed rapidly in recent years. Wind turbines are commonly supported on tubular steel towers. As the turbine size is growing and the towers are rising in height, steel towers are required to be sufficiently strong and stiff, consequently leading to high construction costs. To tackle this problem, a new type of prestressed concrete tower was designed employing a novel tower concept having a regular octagon cross section with interior ribs on each side, which was optimized by comparing the natural frequency and stress difference under the same lateral load in different directions of the tower. The designed tower features a tapered profile that reduces the area subjected to wind; the tapered profile reduces the total weight, applied moment and the capital cost. An optimization method was developed employing ABAQUS software and a genetic algorithm. A target function was defined on the basis of the minimum cost of the concrete and prestressed tendon used, and constraints were applied by accounting for the stress, displacements and natural frequency of the tower. Employing the method, a 100 m prestressed concrete tower system for a 5 MW turbine was optimized and designed under wind and earthquake loads. The paper also reports a systematic design procedure incorporating the finite element method and the optimization method for the prestressed concrete wind-turbine towers.     

钢筋混凝土简支梁的振动损伤识别

通过对5根钢筋混凝土简支梁的各阶段动力特性(固有频率、振型)的测试,研究了钢筋混凝土简支梁损伤识别问题.试验分析表明,结构的动力特性与结构损伤密切相关,钢筋混凝土简支梁的动力特性随着梁的损伤的增大而变化,研究结果可用于现役结构的可靠性研究和剩余寿命评估.     

混凝土动力损伤本构关系的基研理论及应用

概括了建立混凝土动力损伤本构模型的基础理论,简述了应用这些基本理论在建立混凝土动损伤本构方面的应用,对相关研究的特点和不足做了分析,为进一步建立科学合理实用的混凝土动损伤本构提供较全面的理论总结和前瞻性启发,对相关理论的发展趋势做了展望,为这方面的工作提供指导.