混凝土塑性損傷模型損傷因子研究及其應(yīng)用

《混凝土塑性損傷模型損傷因子研究及其應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、第28卷第3期土木工程與管理學(xué)報(bào)V01．28No．32011年9月JournalofCivilEngineeringandManagementSep．2011混凝土塑性損傷模型損傷因子研究及其應(yīng)用郭明(深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東深圳518029)摘要：在有限元軟件ABAQUS中，為混凝土材料定義了一種材料模型：塑性損傷模型，它可以模擬混凝土材料的拉裂和壓碎等力學(xué)現(xiàn)象，而且使用也較為方便。本文基于能量損失原理，編制相關(guān)的計(jì)算程序，獲得了現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》提供的混凝土受壓和受拉應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線對應(yīng)的混凝土損傷因子隨應(yīng)變增長

2、的變化曲線。基于本文的研究成果，介紹了損傷因子在鋼筋混凝土構(gòu)件、新型鋼管混凝土一鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)和整體結(jié)構(gòu)彈塑性分析中的應(yīng)用實(shí)例。本文的有關(guān)論述和方法可為同類研究提供參考。關(guān)鍵詞：塑性損傷模型；損傷因子；受壓損傷；受拉損傷；有限元中圖分類號：TU312．3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-0985(2011)O3-0128-05混凝土的本構(gòu)關(guān)系，是指在外部作用下混凝模型，并與Kupfer等典型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，土內(nèi)部應(yīng)力與應(yīng)變之間的物理關(guān)系¨。由于這分析了該模型模擬混凝土材料受力性能的適用種物理關(guān)系在細(xì)觀意義上描述了混凝土的基本力性；

3、雷拓等通過一鋼筋混凝土簡支梁實(shí)例，分學(xué)性質(zhì)，因此，它構(gòu)成了研究混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)在析了塑性損傷模型中膨脹角、受拉硬化等參數(shù)對外部作用下變形及運(yùn)動的基礎(chǔ)。在一定意義上，計(jì)算結(jié)果的影響規(guī)律；張勁等?結(jié)合現(xiàn)行的《混混凝土非線性分析研究的核心是混凝土本構(gòu)關(guān)凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行了塑性損傷模型的相系?。關(guān)參數(shù)驗(yàn)證；堯國皇等較為詳細(xì)的探討了塑性在通用有限元軟件、ABAQUS中，為混凝土材損傷模型中有關(guān)參數(shù)的設(shè)置，并介紹了該模型在料定義了一種材料模型：塑性損傷模型。它可以分析鋼一混凝土組合構(gòu)件靜力性能中的應(yīng)用實(shí)例。模擬混凝土材料的拉裂和壓碎等力學(xué)現(xiàn)象，

4、且使以上研究為本文研究創(chuàng)造了良好的條件，但用也較為方便J。ABAQUS中的塑性損傷模型在是對損傷模型中損失因子以及損傷因子與混凝土Lubliner等J、Lee和Fenves_4提出的模型的基礎(chǔ)材料的應(yīng)力、應(yīng)變發(fā)展之間關(guān)聯(lián)的研究不夠深入，上建立的，它適用準(zhǔn)脆性材料(如，混凝土)和其參考文獻(xiàn)[10]基于能量損失原理，編制相關(guān)的計(jì)它脆性材料(如，巖石和陶瓷等)。低圍壓下，混算程序，獲得了現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》提供凝土的損壞是脆性斷裂的劈裂型，破壞機(jī)制主要的混凝土受壓和受拉應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線對應(yīng)的是拉裂和壓碎，只要圍壓高到足夠防止裂紋擴(kuò)散，

5、混凝土損傷因子，文章最后介紹了損傷因子的一混凝土的脆性便會消失，混凝土的宏觀響應(yīng)也就些應(yīng)用實(shí)例，包括鋼筋混凝土構(gòu)件、新型鋼管混凝類似于硬化的延性材料，其損壞是在破壞面或屈土一鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)和整體結(jié)構(gòu)彈塑性分析實(shí)服面上屈服和流動J。該模型使用各向同性損例，以期為同行提供參考。傷彈性結(jié)合各向同性拉伸和壓縮塑性的模式來表示混凝土的非彈性行為，是一個基于塑性的連續(xù)1基于能量損失的損傷因子的計(jì)算介質(zhì)損傷模型。該模型可用于單向加載、循環(huán)加方法載及動態(tài)加載等情況，具有較好的收斂性。因此，ABAQUS軟件在混凝土彈塑性分析方面起到了很損傷是指在冶煉、

6、冷熱加工工藝過程中或在好的作用。荷載、溫度、環(huán)境等的作用下，材料的微細(xì)結(jié)構(gòu)發(fā)有關(guān)研究者對混凝土塑性損傷模型進(jìn)行了相生了變化，從而引起微缺陷成胚、孕育、擴(kuò)展和匯關(guān)研究，如方秦等簡要介紹了混凝土塑性損傷合，導(dǎo)致材料宏觀力學(xué)性能劣化，最終形成宏觀開收稿日期：2011-08-03作者簡介：郭明(1967·)，女，高級工程師，碩士，研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)沒計(jì)(Emai

7、：guom@szmedi．COII．cn)第3期郭明：混凝土塑性損傷模型損傷因子研究及其應(yīng)用·129·裂或材料破壞的這樣一種現(xiàn)象[ro,11]。損傷力學(xué)引入一種內(nèi)部狀態(tài)變量即損傷變量D來描

8、述含2《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中混凝土微細(xì)觀缺陷材料的力學(xué)效應(yīng)，以便更好地預(yù)測工損傷因子的計(jì)算程材料的變形、破壞和使用壽命。由于引起損傷的因素相當(dāng)復(fù)雜，人們提出了各種各樣的分析方《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄c給出了的法。經(jīng)典損傷理論從材料退化角度出發(fā)，將損傷混凝土單軸受壓和單軸受拉應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線，因子定義為¨?：其受壓應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系表達(dá)式如下：D=(A—A)／A(1)Y=aax+(3—2a)+(口一2)(≤1)式(1)中：A為體積元的原面積，A為材料受損后(3．1)體積元的有效面積，D=0對應(yīng)于體積元無損狀y(>)(3·2)態(tài)，D=1對

9、應(yīng)于體積元完全破壞狀態(tài)。文獻(xiàn)[11]在Najar損傷理論的基礎(chǔ)上，基于能量損失式(1)中=，Y=手一峰值壓應(yīng)力，一峰值的方法定義混凝土損傷模型的損傷因子的計(jì)算方法如下“]：壓應(yīng)力時的應(yīng)變，，數(shù)值詳見文獻(xiàn)[8