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1、keyanC重HO庆NGQ建IN筑G混凝土损伤模型在ANSYS上的实现AR●CImplementationOFDamageModelofConcreteinANSYSH建IT12E■杨旺林,余天庆C筑TU材RE料摘要:随着混凝土结构损伤的产生和发展,将引起弹性模量等材料参数的一些变化,造成应力与应变场的引言重新分配。将损伤变量引入应力与应变场的计算中,采用含损伤的本构方程对结构进行分析。虽然有限元混凝土损伤模型随着损伤理论的发展而发展,目前最基本的损伤模型软件ANSYS本身不具有非线性的损伤模型,但可通过其二次开发语言APDL实现混凝土结构在软件上的
2、损有各项同性弹性损伤模型,如洛兰德损伤模型、马扎斯损伤模型、分段线性伤分析。本文利用语言编程,把混凝土分段曲线损伤损伤模型、分段曲线损伤模型、双线性损伤模型、幂函数损伤模型等,这些损模型应用到某地下工程衬砌结构的有限元损伤分析伤模型都是基于应变等效原理建立的单轴应力状态损伤模型,其中部分损中。伤模型可以推广到二向或三向应力状态下应用。各项异性弹性损伤模型定关键词:混凝土损伤;ANSYS;损伤变量;有限元法;衬义损伤变量为一矢量,代表模型有西多霍夫(Sidoroff)损伤模型、克拉辛砌结构诺维(Krjcinovic)损伤模型、正交各项异性损伤模型等。A
3、NSYS是目前国际上最为流行的通用软件,它集结构、流体、电磁、热、Abstract:Withthegrowthanddevelopmentofthe声学等分析于一体,能够进行各类结构静力、动力、线性、非线性、耦合场等concretedamage,theelasticmoduleandtheothermate-问题的求解分析。ANSYS建模方便,可以使用图形用户界面或命令流两种操rialparametersofconcretewillbechangedpartially,at作方式,它将前处理模块、计算模块和后处理模块三者较好地集成在一起,thesam
4、etime,stress-strainfieldisre-distributed.Itin-提高了分析效率。此外,ANSYS还具有良好的开放性,它提供了MACRO、jectedthedamagevariableintothecomputationofAPDL、UIDL和UPFS等几种二次开发工具,用户可以根据分析需要,对AN-stress-strainfieldinthispaperanditisrationalforcon-SYS进行二次开发,增强程序的功能。cretestructuresanalysisbyconstitutiveequation
5、on虽然ANSYS本身不具有非线性的损伤模型,但可通过其二次开发语言damage.AlthoughfiniteelementsoftwareANSYShasnodamagemodelofnonlinearofitsown,damageanal-APDL实现混凝土结构在软件上的损伤分析。本文利用语言编程,把混凝土ysisofconcretestructuresinsoftwaremaybeimplement分段曲线损伤模型应用到某地下工程衬砌结构的有限元损伤分析中。基于byquadraticlanguageAPDL.Intheend,concreteA
6、NSYS这个平台,分析地下工程在构建过程中,掘进爆破施工产生的冲击波damagemodelonsegmentedcurveisappliedtofinite荷载对新喷混凝土衬砌结构的损伤影响程度。elementmethodofundergroundengineeringliningstructurebyprogramminglanguage.1混凝土结构损伤的有限元计算思路Keywords:concretedamage;ANSYS;damagevariable;liningstructure一般认为混凝土的损伤通常是各向异性的,但各向异性损伤的演化方
7、程难以得到,在大多数情况下,往往将问题简化为各向同性损伤,这时的损收稿日期:2006-6-26伤变量D是一个标量。在进行二维、三维结构分析时,可以选用能够推广到多中图分类号:TU528.0维状态的损伤模型,此时损伤演化方程中的!应为等效应变值或组合值!*,文献标识码:A文章编号:1671-9107(2006)08-0060-04从而损伤D不再是单轴状态下的损伤,而是综合考虑了二向或三向应力的影响,与!*对应的复合损伤值D。根据选定的损伤模型和损伤演化方程,可建c立如下张量形式的混凝土损伤本构关系:1+""-1!ij=##ij+#kk$ij$(1-Dc
8、)(1)EE作者单位:1、2湖北工业大学土木工程与建筑学院式中:!ij和#ij分别是应变张量和应力张量,$i
