ABAQUS混凝土损伤模型使用说明.pdf

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1、近些年，似乎abaqus混凝土损伤塑性模型在结构工程（钢结构方向、混凝土方向）研究生论文中的普及率非常非常高，都试图采用abaqus来模拟钢材/混凝土材料的受力性能，但在数值计算的过程中混凝土的损伤塑性模型的参数设置成了过不去的瓶颈，我也是深有感触，特别是研二刚开始学abaqus的时候，非常痛苦，问师兄们也是一知半解，下面我把书上和论文中及自己的一些理解简捷的将abaqus一些关键的操作和理论，并做成文件方便大家使用。损伤模型在使用中主要是下面的截面：材料行为主要是密度、弹性、混凝土损伤塑性三类。密度其实个人认为并不重要应该对计算没有太影响，至于不输有没影响我还没试过。弹性中杨氏模量E

2、。对后面的计算影响很大应该慎重选取，后面会将到的，这里先按下不表。泊松比的取值我都是参考别人的论文或是清华大学一次研究生作业中建议选取0.2或0.164这个现在想想还确实有些不明朗，大家可以将其作为参变量改变试试对计算结果的影响到底有多大。混凝土损伤塑性主要有混凝土压缩损伤和混凝土拉伸损伤：塑性膨胀角（剪胀角）对混凝土的受力表现非常明显，至少我的型钢混凝土受扭中是非常明显的，一般在刚开始试算时建议取30°等其他数值确定下来可以调整该值将其趋近于试验数据，有点造假的意思，不过没办法这些数据的取值本就没一个固定的取值。偏心率、fbo/fc0、K分别是偏心率/流动势偏移量、双轴抗压强度与单轴

3、抗压极限强度之比、不变量应力比，具体的解释大家可以去参考abaqus的说明书，这边就不一一介绍。粘性参数的取值直接关系到模型计算的收敛性，一般都不设置成0，我个人建议取值0.0005或者0.005看模型收敛效果而定。该参数的改变对计算结果影响不大，（我的模型至少是这样，其他模型还真没试过）下面最为关键的是受压行为和受拉行为中两列数据取值：这部分的取值是直接来源于你的混凝土单轴应力-应变关系曲线，这部分数值决定你模型受力性能。我先以最为通用的清华大学过-张模型为例，下面是过-张模型方程：混凝土单轴受压应力-应变关系方程：令x/，y/，其中,分别为曲线的峰值应力、应变000

4、0*当x0.211即0.4fc*y(E/f)x0cc当0.211x1时23yx(32)x(2)xaaa*其中：2.40.0125fac当x1时xy2(xx1)d*0.785其中：0.157f0.905dcy=cfcy=cft11y=ax+(3-2a)x2+(a-2)x30.4xxy=2y=1.7d(x-1)+xt(x-1)+xy=(E0c/fc)x1x=cy01x=ty图1混凝土受应力-应变关系图2混凝土受压拉应力-应变关系混凝土单轴受拉应力-应变关系方程：当x1时6y1.2x0.2x当x1时xy1

5、.7(xx1)t2其中：tt0.312f，ft为混凝土单轴抗拉强度。过-张模型就是混凝土旧规范（GB50010-2002）中提出的模型，所有参数的选择都是有据可依。有了模型下面要做的就是将其编制成Excel表格，要用时可依修改某些参数直接变换成不同强度等级混凝土的本构，达到一劳永逸的效果。第一步：参数表格化*A列fc是混凝土轴心抗压强度即棱柱体抗压强度的标准值，注意是标准值不是设计值，因为我们试验中的参数都是在实验室条件下完成的不需要考虑一定的保证率，需要材性试验的混凝土立方体抗压强度进行转化，这里就不多说了。B列c的取值：*6(700172f)10-------

6、---------------看旧规范的条文说明！ccC列a取值：*2.40.0125f--------------------------------见上述模型！acD列d取值：*0.7850.157f0.905-------------------------见上述模型！dc列u/c取值：1u(12+14)-------------------看旧规范的条文说明！dd2cd旧规范插图如下：在表格中x为变量应变与峰值应变u取值自行决定，若感觉数据太多可以取得稀疏些，本文取得较密，主要是为了将来的曲线较为平滑，根据x和y转换后便可取得应力-应变

7、曲线。第二步：取弹性阶段、去弹性阶段大部分模型受压应力-应变曲线在初始阶段都是曲线，在abaqus在定义材料弹塑性时，弹性部分和塑性部分区分很清楚，最终输入混凝土塑性损伤模型中的必须是去除弹性阶段的数据，这是非常关键的一步，特别是接下来弹性模量的选取，之前卖得关子现在来解决。首先我们不许确定从弹塑性的临界点。在看了很多人的模型数据和清华陆新征的《建筑抗震弹塑性分析》一书中建议取1/3~1/2fc(见书P126图3.3-14(a))，个人观点这个