钢筋混凝土梁抗弯有限元模拟.ppt

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1、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；抗拉强度 钢 筋：抗拉：2D16；抗压；屈服强度：440MPa 箍 筋：D7102，屈服强度为596MPa 其简图如下：visualizationpropertypartassemblystepinteractionloadmeshjobmaterialsectionAssign sectionPartProperty Create material -beamProperty Cre

2、ate 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；(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；(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，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

3、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。混凝土本构关系（参考）混凝土本构关系（参考）l受压l受拉Abaqus 输入l受拉损伤因子损伤损伤是指在单调加载或重复是指在单调加载或重复加载下，材料性质所产生的加载下，材料性质所产生的一种劣化现象一种劣化现象。Create material -barCreate section 平面应力问题的截面属性类型是solid，而不是shellAssign sectionAssemblyl分析步分析步（step）：一个模型可以由一个或多个分析步

4、构成，用来描述一些列相互关联的事件。l增量步增量步（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。l迭代迭代（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。Stepl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

5、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。l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。StepStepInteractionLoadl模型中，梁是独立实体（independent instance），对其划分网格时，Object选项设为Assemblyl而

6、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PartMesh(网格划分网格划分)Seed partSeed part（布置种子）（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(Mesh controls(网格控制网格控制)Element shape（网格单元形状）l二维有 Quad(四边形)，Quad-dominated（四

7、边形占优），Tri（三角形）l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)lStructured（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lSweep（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lFree(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 m

8、esh 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输出结果输出结果20mm20mm10mm10mm结果分析结果分析第一组第一组第二组第二组第三组第三组大调大调微调微调10mm10mm网格：花了网格：花了7 7个多小时个多小时 20mm20mm网格：花了个小时网格：花了个小时 选择合适的网格，快速准确结果及分析结果及分析20mm20mm10mm10mm1）调整本构关系输入，相对疏密2）选择合适的网格，快速准确3）合理参数取值，如混凝土的粘性系数、膨胀角、初始增量步的设置关于收敛问题关于收敛问题1）推荐论坛“模拟仿真科技论坛（Simwe）”2）推荐书abaqus 结构工程分析及实例详解学习推荐学习推荐