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1、word資料下載可編輯混凝土和其它準(zhǔn)脆性材料的塑性損傷模型這部分介紹的是ABAQUS提供分析混凝土和其它準(zhǔn)脆性材料的混凝土塑性損傷模型。ABAQUS材料庫(kù)中也包括分析混凝的其它模型如基于彌散裂紋方法的土本構(gòu)模型。他們分別是在ABAQUS/Standard“Aninelasticconstitutivemodelforconcrete,”Section4.5.1,中的彌散裂紋模型和在ABAQUS/Explicit,“Acrackingmodelforconcreteandotherbrittlematerial
2、s,”Section4.5.3中的脆性開(kāi)裂模型。混凝土塑性損傷模型主要是用來(lái)為分析混凝土結(jié)構(gòu)在循環(huán)和動(dòng)力荷載作用下的提供一個(gè)普遍分析模型。該模型也適用于其它準(zhǔn)脆性材料如巖石、砂漿和陶瓷的分析；本節(jié)將以混凝土的力學(xué)行為來(lái)演示本模型的一些特點(diǎn)。在較低的圍壓下混凝土表現(xiàn)出脆性性質(zhì)，主要的失效機(jī)制是拉力作用下的開(kāi)裂失效和壓力作用下的壓碎。當(dāng)圍壓足夠大能夠阻止裂紋開(kāi)裂時(shí)脆性就不太明顯了。這種情況下混凝土失效主要表現(xiàn)為微孔洞結(jié)構(gòu)的聚集和坍塌，從而導(dǎo)致混凝土的宏觀力學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)得像具有強(qiáng)化性質(zhì)的延性材料那樣。本節(jié)介紹的塑性損
3、傷模型并不能有效模擬混凝土在高圍壓作用下的力學(xué)行為。而只能模擬混凝土和其它脆性材料在與中等圍壓條件（圍壓通常小于單軸抗壓強(qiáng)度的四分之一或五分之一）下不可逆損傷有關(guān)的一些特性。這些特性在宏觀上表現(xiàn)如下：·單拉和單壓強(qiáng)度不同，單壓強(qiáng)度是單拉強(qiáng)度的10倍甚至更多；·受拉軟化，而受壓在軟化前存在強(qiáng)化；·在循環(huán)荷載(壓)下存在剛度恢復(fù)；·率敏感性，尤其是強(qiáng)度隨應(yīng)變率增加而有較大的提高。概論混凝土非粘性塑性損傷模型的基本要點(diǎn)介紹如下：應(yīng)變率分解對(duì)率無(wú)關(guān)的模型附加假定應(yīng)變率是可以如下分解的：是總應(yīng)變率，是應(yīng)變率的彈性部分，
4、是應(yīng)變率的塑性部分。應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為下列彈性標(biāo)量損傷關(guān)系：其中是材料的初始（無(wú)損）剛度，是有損剛度，是剛度退化變量其值在0（無(wú)損）到1（完全失效）之間變化，與失效機(jī)制（開(kāi)裂和壓碎）相關(guān)的損傷導(dǎo)致了彈性剛度的退化。在標(biāo)量損傷理論框架內(nèi)，剛度退化是各向同性的，它可由單個(gè)標(biāo)量d來(lái)描述。按照傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)觀點(diǎn)，有效應(yīng)力可定義如下：專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯Cauchy應(yīng)力通過(guò)標(biāo)量退化變量（d）轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力對(duì)于任何一個(gè)給定的材料截面，因子代表承力的有效面積占總截面積的比重（總截面積剪除受損面積）。
5、在無(wú)損時(shí)d=0，有效應(yīng)力等于cauchy應(yīng)力。然而，當(dāng)損傷發(fā)生后，有效應(yīng)力比cauchy應(yīng)力更能代表實(shí)際情況，因?yàn)閾p傷后截面承力的是有效無(wú)損的面積。因此，可以很方便的用有效應(yīng)力來(lái)建立塑性相關(guān)公式。正如后面將要談?wù)摰哪菢?，退化變量的演化是由一組硬化參數(shù)和有效應(yīng)力控制的：即.硬化變量受拉和受壓的損傷狀態(tài)由兩個(gè)獨(dú)立的硬化變量和描述，他們分別代表受拉和受壓時(shí)的等效塑性應(yīng)變。硬化參數(shù)的演化由下式給出（下文將進(jìn)一步討論）：混凝土的微裂紋和壓碎由不斷增大的硬化變量來(lái)描述。這些硬化變量控制著屈服面和彈性剛度退化。他們也與產(chǎn)生
6、新裂紋面所要消耗的斷裂能有密切的關(guān)系。屈服函數(shù)屈服函數(shù)在有效應(yīng)力空間內(nèi)代表一個(gè)空間曲面，它決定了失效或損傷的狀態(tài)。屈服函數(shù)，至于本粘性無(wú)關(guān)的塑性損傷模型其屈服函數(shù)的具體形式稍后詳細(xì)介紹。流動(dòng)法則根據(jù)流動(dòng)法則，塑性流動(dòng)由塑性勢(shì)G來(lái)確定，形式為：式中為非負(fù)的流動(dòng)因子，塑性勢(shì)也是定義在有效應(yīng)力空間里的。其具體形式稍后介紹。由于使用的是非相關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則，所以剛度矩陣將會(huì)是非對(duì)稱的。專業(yè)技術(shù)資料word資料下載可編輯小結(jié)：總之，塑性損傷本構(gòu)模型的混凝土彈塑性損傷是在有效應(yīng)力空間和硬化變量來(lái)描述的式中和F滿足Kuhn-T
7、ucker條件：Cauchy是由剛度退化變量和有效應(yīng)力按下式計(jì)算得到的。從等式4.5.2-1可以看出，彈塑性關(guān)系與剛度退化是非耦合的。式4.5.2-2的優(yōu)點(diǎn)在于他能方便計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算。此處總結(jié)的非粘性塑性損傷模型可以很輕易地進(jìn)行拓展就能考慮粘塑性影響了，只要允許有效應(yīng)力超出屈服面然后對(duì)其歸一化就可以了。損傷和剛度退化硬化變量，的演化規(guī)律可以很方便的先通過(guò)考慮單軸情況在推廣到多軸情況來(lái)確定（但實(shí)際上從單軸到多軸的推廣往往并不容易的，譯者認(rèn)為）單軸情況演化：首先假定單軸應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系可以通過(guò)下式轉(zhuǎn)化成應(yīng)力-塑性應(yīng)
8、變關(guān)系：式中下表tc分別代表拉壓。和是拉壓時(shí)的等效塑性應(yīng)變率，和是拉壓等型塑性應(yīng)變，是溫度，是其它預(yù)定義常變量。在單軸拉壓情況下有效塑性應(yīng)變率為：這一節(jié)里面我們約定是正數(shù)，它代表的是單壓時(shí)的應(yīng)力值，即。正如在圖4.5.2-1中顯示的那樣，當(dāng)從應(yīng)力-應(yīng)變曲線的應(yīng)變軟化段卸載時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)卸載的響應(yīng)是退化了的，也就是說(shuō)材料的彈性模量看起來(lái)變小了（損傷了）。彈性剛度的損傷在拉壓試驗(yàn)中表現(xiàn)是大不相同的。但在拉
