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《基于ansys的混凝土收缩徐变效应分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第36卷第1期山西建筑Vol.36No.12010年1月SHANXIARCHITECTUREJan.2010·185·文章编号:100926825(2010)0120185203基于ANSYS的混凝土收缩徐变效应分析章啸摘要:综述了采用ANSYS进行混凝土徐变收缩分析的方法,以线形叠加原理为理论基础,提出了可以考虑施工过程的ANSYS混凝土徐变收缩的计算方法;以软件材料库中所提供金属蠕变的本构关系曲线分段拟合常应力作用下的混凝土徐变曲线,结合离散化模型的有限元模型处理方法,利用APDL进行二次开发,计算了某特大桥节段施工的收缩徐变效应,验证了方法的正确性。关键词:徐变收缩,ANSYS,混凝
2、土,节段施工中图分类号:TU528文献标识码:A0引言移固定,反力或应力将随时间而变小,这种特性有时也称为应力松弛。徐变的3个阶段:徐变初始阶段,应变率随时间减小,这个目前,工程界对混凝土的徐变分析大多采用专业平面杆系程阶段一般发生在一个相当短的时期;徐变第2阶段,有一个常应序。这是由于实际工程结构中的混凝土应力水平基本上都低于变率,所以应变以常速率发展;徐变第3阶段,应变率迅速增加直0.5Ra(Ra为混凝土轴心抗压强度标准值),多年的试验研究证明到材料失效。在这种应力水平下,如果不考虑混凝土弹性模量随时间的变化,通过徐变方程来模拟徐变行为,此方程描述了试验中观察到实际结构的徐变应变与弹性
3、应变的比值<(t,τ)基本上为一常[1]的主要特征(特别是在一维的拉伸试验中),以徐变应变率的方式数;此外,目前许多国外大型有限元分析软件虽然功能全,但前表达,公式如下:后处理复杂,而且有些还不能计入应力历史对结果的影响。这些BCD都限制了大型有限元分析软件进行混凝土的徐变分析。εÛc=Aσε1t(1)如何在大型软件中引入可考虑徐变的材料本构关系,如何模其中,A,B,C,D均为试验中得到的材料常数,常数本身也拟材料弹性模量随时间的变化,是采用大型软件进行徐变分析的可能是应力、应变、时间或温度的函数,这种形式的方程被称为状关键。如果能很好的处理上述问题,就完全可以利用大型有限元态方程。软件强
4、大的空间计算功能,解决局部如预应力混凝土箱梁腹板的对于2D或3D应力状态,ANSYS软件使用VonMises方程计收缩徐变影响等一系列三维徐变问题。本文将就以上这些问题算徐变应变率方程中所使用的标量等效应力和等效应变。进行研究。对徐变方程积分时,ANSYS使用经过修改的总应变,其表达式为:1ANSYS中的徐变分析方法plthcr{ε′n}={εn}-{εn}-{εn}-{εn-1}(2)1.1ANSYS中的徐变理论经过修改的等效总应变为:徐变是指在不变荷载作用下材料持续变形的特性。如果位222323232(ε′x-ε′y)+(ε′x-ε′z)+(ε′z-ε′y)+(γ′xy)+(γ′xz)
5、+(γ′yz)222εet=(3)2其等效应力由下式算出:接下来,可以按式(6)计算弹性应变和总的徐变应变(以x方σe=2Gεet(4)向的分量为例):elcr其中,G为剪切模量,G=E/2(1+v)。(εx)n=(ε′x)n-Δεx(6)等效徐变增量Δε由程序给出的某一公式进行计算,计算出crcrcrcr(εx)n=(εc)n-1+Δεx等效徐变增量之后,可将它转换成分量的形式:为了考虑应力随时间的变化,使用两种强化准则:时间强化Δεcr(2ε′x-ε′y-ε′z)和应变强化。时间强化假定徐应变率仅依赖于徐应变过程开始Δεx=εet2(1+v)的时间;应变强化假定徐应变率仅依赖于材料中的
6、应变。Δεcr(2ε′y-ε′z-ε′x)Δεy=1.2ANSYS中的徐变方程εet2(1+v)ANSYS分析徐变可分为隐式算法和显式算法进行分析。隐Δεcr(2ε′z-ε′x-ε′y)Δεz=式算法可通过TB命令中的TBOPT来指定软件提供的隐式徐变εet2(1+v)(5)方程。在TB命令中设置TBOPT=0来调用显式徐变方程。crΔεcr3Δεxy=γ′xy显式算法求解徐应变使用欧拉朝前法,以对应于时间步开始εet2(1+v)时的应力、应变为基础计算出徐变应变率,在每个时间步长内,徐crΔεcr3Δεyz=ε2(1+v)γ′yz变应变率被假定是常数,因此有:etcrcrΔεΔε=εÛ(
7、σn-1,εn-1,Tn)Δt(7)crcr3Δεxz=γ′xzεet2(1+v)为了减小误差,需要小的时间步长特别是在徐变率变化很大收稿日期:2009208211作者简介:章啸(19862),男,助理工程师,广东省长大公路工程有限公司,广东广州510620第36卷第1期山西建筑·186·2010年1月的区域。如果不考虑其他非线性行为,则:DELT,1E25,1E25,dt/21)只在每一个子步的开始修正徐应变率,在此子
