我最近在用ANSYS模擬一個簡單的梁,混凝土用SOLID65單元,鋼筋用Link8單元(1),采用以下命令流定義:
  ......
et,1,65,,,,,2,,1
et,2,link8
mp,ex,1,2.134e4
mp,nuxy,1,0.2
TB,CONC,1
TBDATA,,0.3,0.5,2.45,24.5
mp,ex,2,1.914e5
mp,nuxy,2,0.3
TB,BISO,2,1,2,
TBTEMP,0
TBDATA,,662,0,,,,
R,1
R,2,2580/3
........

大致碰到以下幾個問題:

(1):混凝土的幾個參數(shù),剪切縮減系數(shù)不知如何取值,系數(shù)對結(jié)果有何影響?

(2):混凝土采用以上定義方式是不是就可以了,需不需要定義屈服準則,以及輸入
混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線,如何輸入?如以上定義可以,不知道ANSYS是如何定義混凝土的
特性的,因為我想混凝土種類很多,就用以上幾個參數(shù)就可以定義嗎?我心里沒有譜;

(3):采用以上定義,我計算了一根梁,分為考慮混凝土壓碎和不考慮混凝土壓碎?紤]混凝土壓碎時,得出的極限荷載比實際的要小,但混凝土的壓應(yīng)力不超過抗壓強度;不考慮混凝土壓碎,得到的極限荷載較為接近實際值,但混凝土的最大壓應(yīng)力遠遠大于其抗壓強度;并且得不到開裂破碎圖。我就不知道,如何得到極限荷載又可以得到開裂破碎圖?

1):分析混凝土結(jié)構(gòu),選擇合理的材料特性是建立模型的關(guān)鍵,所以有必要弄清混凝土的材料特性。混凝土是脆性材料,并具有不同的拉伸和壓縮特性。典型混凝土的抗拉強度只有抗壓強度的8%-15%。
在ANSYS中,對于混凝土單元,材料特性ANSYS要求輸入以下數(shù)據(jù)(為了清楚起見,我將幾個系數(shù)均譯為了中文):彈性模量 、泊松比 、張開與閉合滑移面的剪切強度縮減系數(shù) 與 、抗拉與抗壓強度 與 、極限雙軸抗壓強度 、周圍靜水應(yīng)力狀態(tài) 、靜水應(yīng)力狀態(tài)下單軸與雙軸壓縮的極限抗壓強度 與 、斷裂發(fā)生時剛度乘子 。其中,1~6是必須輸入的,7~11要么不輸入,都采用默認值,如果輸入其中一個,其他的都需要輸入;另外, 與 在0~1之間取值,具體如何取值,是值得探討的話題,但有一點是肯定的,不能將剪切縮減系數(shù),取的太小,否則,就很難不收斂,據(jù)我體會,分析一個梁的極限荷載時,剪切縮減系數(shù)的取值影響也不是很大;
2):據(jù)我理解,如果定義:TB,concer,mat(mat是需要定義的材料號),則混凝土定義了破壞準則,沒有定義屈服準則,主要是W-W模型。由于混凝土材料的復雜性(太隨機了),很難得到一個完全適合混凝土的屈服的材料模型;
3):如果考慮混凝土的壓碎破壞,有限元模型會較早失效,得不到真實極限荷載,建議在研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)極限荷載時,關(guān)閉混凝土壓碎能力;材料模型的選取對荷載變形曲線路徑影響不大,即模擬曲線與真實曲線相對應(yīng)部分吻合較好;不考慮混凝土的壓碎破壞,并不意味著不考慮混凝土的抗壓能力,相反,為了得到較準確的極限荷載,采用受壓混凝土模型是必需的,也只有采用受壓混凝土模型才能得到整個荷載變形曲線;