ANSYSSolid65单元分析混凝土学习笔记.docx

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1、ANSYSsolid65单元分析混凝土江见鲸，陆新征清华大学土木工程系一：为什么需要学习混凝土有限元作混凝土强度理论？写程序？写论文？用有限元软件？二：solid65单元ANSYS里面专门建立了面向混凝土，岩石材料的单元在三维8节点等参元solid45的基础上，增加了针对混凝土材料性能参数和组合式钢筋模型理论背景：ANSYStheoryreferenceConcrete；elementlibrarysolid651）Solid65破坏准则：应力组合除以抗压强度大于破坏曲面2）Solid65破坏曲面Willam&Warnke破坏曲面描述，可以参看帮助文件中描

2、述破坏曲面分为：压-压-压；拉-压-压；拉-拉-压；；拉-拉-拉压-压-压破坏分区：在该分区下混凝土将压碎，总应力应该等于或大于结构可能收到的最大静水压力拉-压-压破坏分区：基本还是沿用WW破坏准则曲面形状；在该分区下混凝土将在与应力垂直的方向出现一条裂缝；拉-拉-压破坏分区：不再使用WW破坏曲面；极限抗拉强度随线性降低；在于垂直拉应力方向可能分别出现一条裂缝。拉-拉-拉破坏分区：极限抗拉强度为；在垂直拉应力方向可能分别出现一条裂缝。3）单元性态：每个单元有2x2x2=8个高斯积分点；每个高斯积分点上最多可以有3条相互垂直的裂缝；使用分布固定裂缝模型；可以

3、使用整体式钢筋模型；在破坏准则之外，还可以考虑塑性。4）Solid65单元使用方法：实参数realconstants：定义配筋的材性及其他参数材料模型materialmodel：初始弹性模量，泊松比，密度数据表Datatable：本构关系，破坏准则材料号x3：定义钢筋材料编号体积配筋率x3：配筋角度THI配筋角度PHI5）整体钢筋模型下的本构矩阵：6）solid65单元坐标：在未指定单元坐标的情况下，单元坐标系的坐标轴和整体坐标系的坐标轴平行；如果需要调整单元坐标系，应建立相应的局部坐标系并将其赋予solid65单元；7)solid65单元的本构关系7-1

4、）可以使用以下本构关系等强硬化模型multilinearIsotropichardening随动硬化模型multilinearKinematicHardeningDrucker-Prager模型DP模型DP模型在混凝土中为理想弹塑性模型具体输入数据：7-2）关于下降段的问题在实际混凝土中都有下降段，但是在计算的时候要特别小心下降段的问题；下降段很容易导致计算不收敛，有时为了计算的收敛要避免设置下降段，采用rush模型；利用最大应变准则来判断混凝土是否破坏8）Solid65单元中的破坏准则采用W_W五参数准则；需要参数；单轴抗拉强度，单轴，双轴抗压强度；围压

5、压力，在围压作用下的双轴，单轴抗压强度；9）破坏准则与本构关系Solid65本构关系的判断在破坏准则之前；在一般情况下，不推荐使用压碎判据，而使用塑性或塑性下降段；在concretedatatable里面，设定单轴抗压强度—1，后面围压等4个参数不要设定；此时相当于是带有“拉力截断”（tensioncutoff）的vonMisses模型，尽管与标准的混凝土本构模型有一定差异，但是在围压不是很大的情况下任然可以取得较好结果。混凝土立方体模拟实验10）solid65中的裂缝模型弥散固定裂缝模型smearfixedcrackmodel；采用Rankine最大拉应

6、力准则，达到最大拉力就开裂，裂缝方向不随主应变方向变化；正交裂缝模型，一个高斯点上可以有3条正交裂缝；11）裂缝模型第一条裂缝和第一主应力方向垂直后继分析需将应力转到裂缝方向；裂缝方向正应力由等效单向应力应变曲线得到；裂缝方向剪应力