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1、word資料下載可編輯混凝土和其它準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脆性材料的混凝土塑性損傷模型。ABAQUS材料庫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中的脆性開裂模型。混凝土塑性損傷模型主要是用來為分析混凝土結(jié)構(gòu)在循環(huán)和動力荷載作用下的提供一個普遍分析模型。該模型也適用于其它準脆性材料如巖石、砂漿和陶瓷的分析；本節(jié)將以混凝土的力學(xué)行為來演示本模型的一些特點。在較低的圍壓下混凝土表現(xiàn)出脆性性質(zhì)，主要的失效機制是拉力作用下的開裂失效和壓力作用下的壓碎。當圍壓足夠大能夠阻止裂紋開裂時脆性就不太明顯了。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：·單拉和單壓強度不同，單壓強度是單拉強度的10倍甚至更多；·受拉軟化，而受壓在軟化前存在強化；·在循環(huán)荷載(壓)下存在剛度恢復(fù)；·率敏感性，尤其是強度隨應(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介紹如下：應(yīng)變率分解對率無關(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)系為下列彈性標量損傷關(guān)系：其中是材料的初始（無損）剛度，是有損剛度，是剛度退化變量其值在0（無損）到1（完全失效）之間變化，與失效機制（開裂和壓碎）相關(guān)的損傷導(dǎo)致了彈性剛度的退化。在標量損傷理論框架內(nèi)，剛度退化是各向同性的，它可由單個標量d來描述。按照傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)觀點，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)力通過標量退化變量（d）轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力對于任何一個給定的材料截面，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、在無損時d=0，有效應(yīng)力等于cauchy應(yīng)力。然而，當損傷發(fā)生后，有效應(yīng)力比cauchy應(yīng)力更能代表實際情況，因為損傷后截面承力的是有效無損的面積。因此，可以很方便的用有效應(yīng)力來建立塑性相關(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)由兩個獨立的硬化變量和描述，他們分別代表受拉和受壓時的等效塑性應(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)，至于本粘性無關(guān)的塑性損傷模型其屈服函數(shù)的具體形式稍后詳細介紹。流動法則根據(jù)流動法則，塑性流動由塑性勢G來確定，形式為：式中為非負的流動因子，塑性勢也是定義在有效應(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)流動法則，所以剛度矩陣將會是非對稱的。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)點在于他能方便計算機數(shù)值計算。此處總結(jié)的非粘性塑性損傷模型可以很輕易地進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考慮單軸情況在推廣到多軸情況來確定（但實際上從單軸到多軸的推廣往往并不容易的，譯者認為）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)，它代表的是單壓時的應(yīng)力值，即。正如在圖4.5.2-1中顯示的那樣，當從應(yīng)力-應(yīng)變曲線的應(yīng)變軟化段卸載時，可以發(fā)現(xiàn)卸載的響應(yīng)是退化了的，也就是說材料的彈性模量看起來變小了（損傷了）。彈性剛度的損傷在拉壓試驗中表現(xiàn)是大不相同的。但在拉
