ABAQUS(Explict)混凝土开裂模型翻译
混凝土开裂模型
适用模块：Abaqus/Explicit Abaqus/CAE
参考
●“Material library: overview,” Section 18.1.1
●“Inelastic behavior,” Section 20.1.1
●*BRITTLE CRACKING
●*BRITTLE FAILURE
●*BRITTLE SHEAR
●“Defining brittle cracking” in “Defining other mechanical models,” Section
12.9.4 of the Abaqus/CAE User's Manual
概述
Abaqus/Explicit模块中脆性断裂模型：
●提供一种通用模型来模拟包括梁单元、桁架单元、壳单元以及实体单元在内的所有单元
形式；
●也可以用来模拟诸如陶瓷及脆性岩石的其他材料；
●用于模拟受拉开裂占主导地位的材料本构行为；
●假设受压行为是线弹性的；
●必须与线弹性模型(“Linear elastic behavior,” Section 19.2.1)同时使用，它也
定义了材料开裂前的本构行为；
●用于模拟脆性行为占主导地位的本构关系是十分准确的，基于此，假设受压行为是线弹
性的是合理的；
●该模型主要是用于钢筋混凝土结构的分析，同时也适用于素混凝土；
●基于脆性失效准则，将失效单元删除；
关于失效单元删除的内容详见“A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3 of the Abaqus Theory Manual.
关于ABAQUS中可用混凝土本构模型的相关讨论参见“Inelastic behavior,” Section 20.1.1。
钢筋
ABAQUS中，混凝土结构中的钢筋是通过指定Rebar单元实现的。Rebar单元是一维应变理论单元（杆单元），既可以单独定义，也可以镶嵌在有向曲面上。关于Rebar单元的相关讨论参见“Defining rebar as an element property,” Section 2.2.4。Rebar单元特别地用来模拟钢筋的弹塑性行为，并且可叠加在用于模拟素混凝土标准单元的网格上。基于这种模拟方法，混凝土的开裂行为与Rebar是没有关系的。混凝土和钢筋之间的相互作用，例如粘结滑移、销栓作用，可以引入拉神硬化（强化）的概念来近似模拟混凝土裂缝处荷载向钢筋转移的特点。
开裂
Abaqus/Explicit中使用弥散裂缝模型来表征混凝土脆性行为的非连续性。这种方法并不关注于单个宏观裂缝，相反地，只是独立地计算有限元模型质点处的本构关系。裂缝的存在对于计算的影响在于：裂缝的存在影响质点处的应力和材料刚度。
为简化本部分讨论内容，“开裂”一词实质上代表的是一个方向——所考虑单个质点处裂缝的方向，与其最相近的物理解释为：在一个质点附近出现一系列连续的微裂缝，其方向
由
模型本身决定。裂缝的出现使材料具有各向异性的特点，这也是在模拟混凝土本构关系模型中重要的一点。
开裂方向
Abaqus/Explicit开裂模型假设裂缝位置固定，方向正交，一个质点处裂缝数量的最大值由有限元模型质点处直接应力分量的方向决定（三维问题、平面应变问题以及轴对称问题最多有三条裂缝，平面应力问题及壳单元问题最多有两条裂缝，梁和桁架问题最多一条裂缝）。一旦某一质点处出现裂缝，所有的向量和张量的分量即旋转一个方向，这样使得裂缝处于一定的局部坐标系下，该局部坐标系则根据开裂方向向量（开裂面的法向量）定义。模型保证这些开裂面法向量都是正交的，因此局部开裂坐标系可以用笛卡尔直角坐标系表示。输出的结果则既可以在整体坐标系下表示也可以在局部坐标系下表示。
裂缝检测
Abaqus中应用简单的Rankine准则判断裂纹的开裂，该准则为：当脆性材料的最大主拉应力超过其拉应力强度限制时裂缝即出现。虽然裂缝检测是基于Ⅰ型裂缝（张开型裂缝），但是之后的开裂行为模拟同时包含了Ⅰ型（拉伸软化/硬化）和Ⅱ型（剪切软化/传递）的力学行为，如下所述。
一旦达到Rankine准则的要求，就假设第一条裂缝形成。开裂面的法向量与最大主拉应力的方向相同。后续形成裂缝的开裂面的法向仍与最大主拉应力的方向相同，这样同一点处相继出现裂缝的开裂面的方向均是正交的。
裂缝是不可恢复的，就此而言，某一质点处裂缝一旦出现就会贯穿后续计算的始终。然而，裂缝会沿着开裂面的法线方向闭合和重新张开。该模型忽略与裂缝相关的永久性应变，即假设：当裂缝处的应力由拉变为压时，裂缝是可以完全闭合的。
拉伸硬化（拉伸强化）
可以通过定义失效后应力—应变关系或者断裂能量开裂准则，来人为指定裂缝处直接应变的后失效力学行为。
失效后应力—应变关系
指定钢筋混凝土失效后力学行为实质上就是给定裂缝处应力—应变的函数关系（如Figure 20.6.2–1所示）。对于混凝土中含有少量或者没有钢筋的情况，这种处理方式会最终带来网格敏感性问题，这也就意味着随着网格划分的精细化有限元分析并不收敛于唯一解，这是由于网格划分的精细化使得裂缝趋于变窄。
Figure 20.6.2–1 Postfailure stress-strain curve.
在钢筋混凝土实际计算中，通常所划分网格的每个单元中都包含有钢筋。在这种情况下，钢筋与混凝土的相互作用就会减轻网格敏感性问题，但其前提是在开裂模型中能够合理的引入拉伸硬化来模拟钢筋与混凝土的相互作用。这就需要预先估计拉伸硬化的影响程度，
其取决于以下因素：钢筋密度（可以理解为配筋率），钢筋与混凝土的连接质量，混凝土骨料与钢筋直径的相对尺寸以及网格划分。对于网格划分较细的大量配筋的混凝土模型而言，较为合理的是一点假设就是：当材料失效后进入应变软化阶段，应力由失效应力线性地下降到零，并且应力为零时的应变值应该是失效应变的10倍。对于标准的混凝土而言，失效应变一般都在10–4数量级，这也就意味着在拉伸硬化阶段当应力降至为零时的总应变值为10–3的数量级才是合理的，但对于特定情况，这一参数值应进行调整。在静态分析中，如果仅考虑过弱的拉伸强化现象，则会导致局部混凝土裂缝失效，进而导致模型整体分析的暂时不稳定行为。很少有实际的设计体现这一行为，所以上述不稳定行为的产生一般都是由没有合理地考虑拉伸硬化现象所引起的。
输入文件用法：
*BRITTLE CRACKING, TYPE=STRAIN
Abaqus/CAE 用法：
Property module: material editor: Mechanical Brittle Cracking: Type: Strain
断裂能量开裂准则
当模型的显著区域没有钢筋时，如上所述的拉伸硬化就会给计算结果带来不合理的网格敏感性问题。然而，被广泛接受的Hillerborg (1976)的断裂能量的提议能够充分缓解对很
多实际问题的担忧。Hillerborg利用脆性开裂的概念定义开裂能量（）为：产生单位面
积裂缝（Ⅰ型裂缝）所需能量，并把开裂能量视为一种材料参数。利用这种方法，混凝土材料的脆性行为可以通过应力—位移关系确定，而不仅仅是应力—应变关系。在拉应力作用下，混凝土标段的某些区域会开裂，随着裂缝的充分开展，裂缝处的应力大部分都消失（弹性应变很小），此时裂缝具有一定长度，该长度主要由裂缝宽度决定，而不是由标段长度决定。应用
在Abaqus/Explicit中，断裂能量开裂模型的参数可以通过如下方式确定：以表格的形式指定失效后应力与裂缝处位移的对应关系，如Figure 20.6.2–2所示。
Figure 20.6.2–2 Postfailure stress-displacement curve.
另外，Ⅰ型裂缝的断裂能量可以直接指定为材料本身的一种特性，这样就可以以表格的形式定义失效应力与Ⅰ型裂缝的断裂能量间的对应关系。此模型假定：当出现裂缝
之后，材料强度线性损失。（如Figure 20.6.2–3所示）
Figure 20.6.2–3 Postfailure stress-fracture energy curve.
因此，材料强度完全损失时的裂缝名义位移：。一般情况下，的
取值范围从40N/M（0.22lb/in）（适用于抗压强度大致为20MPa，2850lb/in2的一般结构混凝土）至120N/M（0.67lb/in）（适用于抗压强度大致为40MPa，5700lb/in2的高强结构混凝土）。
输入文件用法：
用以下选项指定失效后应力与位移的对应关系：
*BRITTLE CRACKING, TYPE=DISPLACEMENT
用以下选项指定失效后应力与断裂能量的对应关系：
*BRITTLE CRACKING, TYPE=GFI
Abaqus/CAE用法：
Property module: material editor: Mechanical Brittle Cracking: Type: Displacement or GFI
特征裂缝长度
在有限元模型中应用应力—位移相关的概念，需要定义与质点相关的特征长度。裂缝特征长度是基于单元的几何特征和公式表述来确定的：对于一阶单元，该长度是穿过一个单元的线段的典型长度，对于二阶单元是穿过单元线段的典型长度的1/2。对于梁单元和桁架单元，该特征长度是单元轴向的特征长度，对于膜单元和壳单元则是参考面的特征长度（可以理解为膜或壳单元二维尺寸乘积的平方根），对于轴对称单元可以理解为r—z平面上的特征长度，对于粘聚单元可视为其组成厚度。之所以通过这种方法定义裂缝特征长度，是因为裂缝产生方向无法人为预知。然而，裂缝的产生方向对高宽比（二维尺寸比）较大的单元的力学行为有很大不同的影响，例如导致网格敏感性的发生。在事先无法预知裂缝形成方向的前提下，最好尽可能地将单元划分为正方形网格，这样会取得较好的计算预期。
剪力传递模型
开裂模型有一个重要的特征为，鉴于裂缝的引入仅基于Ⅰ型断裂，而开裂后的力学行为则同时包含了Ⅰ型和Ⅱ型裂缝。Ⅱ型裂缝的剪切行为取决于裂缝开裂的数量，这一特征是基于普遍的试验结果得到的。更具体的说，裂缝处的剪切模量随着裂缝的张开而减小。Abaqus/Explicit中提供了一种剪力传递模型，该模型把开裂后的剪切刚度定义为裂缝张开应变的函数。应用开裂模型时，必须定义剪力传递模型，0剪力传递是不能够被使用的。
midas FEA建筑例题集 钢筋混凝土梁裂缝分析——侯晓武
Step 00 目录 钢筋混凝土梁裂缝分析?混凝土裂缝模型介绍 ?模型概要 - 单位: kN, m - 各向同性非线性材料 - 钢筋单元 - 实体单元 ?荷载和边界条件 - 自重 - 恒载 - 约束 - 分析工况 ?输出结果 -变形 - 钢筋应力
?裂缝模型 (1)分离式裂缝模型： 当应力值达到开裂应力时，混凝土开裂，单元将在节点两侧分离，裂缝成为单元与单元之 间的边界。 分析过程需要不断调整单元的网格划分； 可以模拟裂缝的开展及计算裂缝的宽度。 多用于分析只有一条或几条关键裂缝的素混凝土或少筋混凝土结构。 132 钢筋混凝土梁裂缝分析
?裂缝模型 （2）弥散式裂缝模型： 当应力值达到开裂应力时，则垂直于拉应力的方向生成若干条裂缝。通过修改材料本构模型来考虑裂缝的影响； 无需修改单元网格，易于有限元程序实现，应用广泛。 对正常配筋构件，该裂缝模型结果更接近工程实际。
?裂缝模型 （3）断裂力学模型： 研究带裂缝构件在各种条件下裂缝的扩展、失稳和断裂规律； 主要集中于单个裂缝的应力应变场分布问题； 对于裂缝间相互影响问题，研究还不成熟。 ?裂缝数值分析方法 （1）分解应变模型 总应变=材料应变+裂缝应变； 材料应变：弹性应变，塑性应变，徐变，热应变； （2）总应变模型 不分离各种应变，含裂缝的受拉受压分析中使用同一个本构关系； 易于定义非线性特性，易于理解和应用。 钢筋混凝土梁裂缝分析 133
?总应变模型 （1）固定裂缝模型 混凝土开裂后，裂缝方向保持不变 （2）转动裂缝模型 裂缝方向始终保持与主拉应变方向垂直，因而随主拉应变方向变化
裂缝模型说明
裂缝模型说明 1 裂缝模型介绍 在钢筋混凝土结构的有限元分析中，常用的裂缝模型有以下几种：1，弥散（分布）裂缝模型；2，离散裂缝模型；3，断裂力学模型。除此之外，还有其他一些形式的模型。那么，如何在种类繁多的开裂数学模型中选用合适的模型用于实际结构分析呢，这取决于有限元分析的对象以及需要得出哪些数据。如果需要获得结构的荷载位移特性曲线，而不需要裂缝的实际分布图形及局部应力状况，那么，就可以选择所谓“弥散裂缝模型”。如果研究的兴趣在于结构局部特性的细节，那么采用离散裂缝模型更为适合。对于某些特殊类型的问题，采用基于断裂力学原理的开裂模型也许更为方便。 弥散裂缝模型也被称为分布裂缝模型，其实质是将实际的混凝土裂缝“弥散”到整个单元中，将混凝土材料处理为各向异性树料，利用混凝土的材料本构模型来模拟裂缝的影响。这样，当混凝土某一单元的应力超过了开裂应力，则只需将材料本构矩阵加以调整，无需改变单元形式或重新划分单元网格，易于有限元程序实现，因此得到了非常广泛的应用。Baza等提出的钝带裂缝模型则进一步发展了传统的弥散裂缝模型，通过引入裂缝带、断裂能等概念，使弥散裂缝模型和断裂力学相结合，减小了单元尺寸的影响。现在的大型商用非线性有限元程序包里面基本都集成了弥散裂缝模型，用于模拟混凝土、岩石等材料的开裂。 离散裂缝模型是最早提出的模拟混凝土开裂的裂缝模型，其基本思想是：将裂缝处理为单元边界，一旦出现裂缝就调整节点位置或增加新的节点，并重新划分单元网格，使裂缝处于单元边界与边界之间。这样，由裂缝引起的非连续性可以很自然的得到描述，裂缝的位置、形状、宽度也可以得到较清晰的表达。由于离散裂缝模型是使用单元边界来模拟裂缝，因此随着裂缝的发生和发展，需要不断调整单元网格。这是—项非常复杂的工作，需要消耗大量的计算机时，也是妨碍分离裂缝模型发展的主要原因。对于一个有着大量裂缝的实际混凝土结构．用网格重划来逐个追踪裂缝几乎是不可能的。因此，分离裂缝模型多用于分析只有一条或几条关键裂缝的素混凝土或少筋混凝土结构，例如坝踵裂缝等。随着网格划分技术以及无网格有限元技术的发展，分离裂缝模型的应用领域也有所扩大。 2 FEA中提供的裂缝模型 2．1 弥散式裂缝 FEA中提供总应变裂缝模型（Total Strain Crack），它是一种弥散式裂缝模型。 2．1．1 TSC模型介绍 对于弥散式裂缝模拟中比较重要的几个问题，总应变裂缝模型中都全面的考虑： 1）固定裂缝模型/转动裂缝模型 在混凝土单元开裂后，开裂单元的主应力方向在后续计算中可能出现变化，此时主应力方向和裂缝方向就有可能不一致，这时，一般采用以下几种方法来处理。 (1)固定裂缝模型(fixed crack model) 常用的弥散裂缝模型形式为固定裂缝模型，即认为裂缝出现后，原有的裂缝角度不再变化，即R矩阵保持不变。计算过程中首先将应力应变通过只矩阵转换到裂缝坐标系下，计算此时的正应力、正应变和剪应力、剪应变，以及裂缝坐标系下的本构矩阵。根据公式迭代求解得到新的荷载步的应力应变关系。固定裂缝模型的一个重要问题就是剪力锁死问题，由于切线剪切模量G始终大于零，使得裂缝表面的剪应力随剪切应变增加而只能增大，无法模拟裂缝的剪切软化问题。另外， 一个积分点最多只能出现三条彼此垂直的裂缝，因此某些复杂的开裂行为难以加以准确描述。 (2)转动裂缝模型(rotating crack model) 保持主应力方向和裂缝方向始终一致，在新的主应力下生成新的开裂本构矩阵，不再考虑原有
混凝土破坏准则1
混凝土破坏准则 三轴受力下的混凝土强度准则-------古典 1.混凝土破坏准则的定义：混凝土在空间坐标破坏曲面的规律。 2.混凝土破坏面一般可以用破坏面与偏平面相交的断面和破坏曲面的子午线来表现。 （偏平面是与静水压力轴垂直的平面，破坏曲面的子午线即静水压力轴和与破坏曲面成某一角度θ的一条线形成的平面） (b) （1）最大拉应力强度准则（rankine强度准则）古典模型 按照这个强度准则，混凝土材料中任一点的强度达到单轴抗拉强度ft时，混凝土即达到破坏。 σ1=ft，σ2=ft, σ3= ft. 将上面的条件代入三个主应力公式中得到： 当00≤θ≤600度，且有σ1≥σ2≥σ3时，破坏准则为σ1=ft.即： θ θ σ cos 3 2 3 cos 3 2 2 1 2 J I f J f t m t = - = - 可以得()0 3 3 2 , , 1 2 2 1 = - + =f I J J I t COS fθ θ 因为J I 2 12 , 3 = =ρ ξ所以0 3 cos 2 ) , , (= - + =f t fξ θ ρ θ ξ ρ
在pi 平面上有：0=ξ，所以03 cos 2=-f t θρ，故θρcos 23f t = （2）Tresca 强度准则 Tresca 提出当混凝土材料中一点应力到达最大剪应力的临界值K 时，混凝土材料即达到极限强度： K =---)2 1 ,21,21max( 1 33221σσσσσσ 他的强度准则中的破坏面与静水压力 I 1 ξ的大小没有关系，子午线是与ξ平行的平行 线，在偏平面是为一正六边形，破坏面在空间是与静水压力轴平行的正六边形凌柱体。 （3）von Mises 强度理论 他提出的理论与三个剪应力都有关 取： [] 2)(2)(2)(21 13322 1*-+*-+*-σσσσσσ=K 的形式 用应力不变量来表示为：03)( 22 =-=K f J J 注：von 的强度准则的破坏面在偏平面是为圆形，较tresca 强度准则的正六边形在有限元计算中处理棱角较简单，所以其在有限元中应有很广，但其强度与ξ没有关系，拉压破坏强度相等与混凝土的性能不符。 莫尔-库仑强度理论
ABAQUS混凝土塑性损伤模型
4.5.2 混凝土和其它准脆性材料的塑性损伤模型 这部分介绍的是ABAQUS提供分析混凝土和其它准脆性材料的混凝土塑性损伤模型。ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard “An inelastic constitutive model for concrete,” Section 4.5.1, 中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/Explicit, “A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3中的脆性开裂模型。 混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。 本节介绍的塑性损伤模型并不能有效模拟混凝土在高围压作用下的力学行为。而只能模拟混凝土和其它脆性材料在与中等围压条件（围压通常小于单轴抗压强度的四分之一或五分之一）下不可逆损伤有关的一些特性。这些特性在宏观上表现如下： ?单拉和单压强度不同，单压强度是单拉强度的10倍甚至更多； ?受拉软化，而受压在软化前存在强化； ?在循环荷载(压)下存在刚度恢复； ?率敏感性，尤其是强度随应变率增加而有较大的提高。 概论 混凝土非粘性塑性损伤模型的基本要点介绍如下： 应变率分解 对率无关的模型附加假定应变率是可以如下分解的： 是总应变率，是应变率的弹性部分，是应变率的塑性部分。 应力应变关系 应力应变关系为下列弹性标量损伤关系： 其中是材料的初始（无损）刚度，是有损刚度，是刚度退化变量其值在0（无损）到1（完全失效）之间变化，与失效机制（开裂和压碎）相关的损伤导致了弹性刚度的退化。在标量损伤理论框架内，刚度退化是各向同性的，它可由单个标量d来描述。按照传统连续介质力学观点，有效应力可定义如下：
ABAQUS中的三种混凝土本构模型(20200706140516)
ABAQUS用连续介质的方法建立描述混凝土模型不采用宏观离散裂纹的方法描述裂纹的水平的在每一个积分点上单独计算其中。 低压力混凝土的本构关系包括： Con crete Smeared cracki ng model (ABAQUS/Sta ndard) Concrete Brittle cracki ng model (ABAQUS/Explicit) Con crete Damage plasticity model 高压力混凝土的本构关系： Cap model 1、ABAQUS/Standard 中的弥散裂缝模型Concrete Smeared cracking model (ABAQUS/Standard): 只能用于ABAQUS/Standard 中 裂纹是影响材料行为的最关键因素，它将导致开裂以及开裂后的材料的各向异性 用于描述：单调应变、在材料中表现出拉伸裂纹或者压缩时破碎的行为 在进行参数定义式的Keywords: *CONCRETE *TENSION STIFFENING *SHEAR RETENTION *FAILURE RATIOS 2、ABAQUS/Explicit 中脆性破裂模型Concrete Brittle cracking model (ABAQUS/Explicit): 适用于拉伸裂纹控制材料行为的应用或压缩失效不重要，此模型考虑了由于裂纹引起的材料 各向异性性质，材料压缩的行为假定为线弹性，脆性断裂准则可以使得材料在拉伸应力过大 时失效。 在进行参数定义式的Keywords *BRITTLE CRACKING, *BRITTLE FAILURE, *BRITTLE SHEAR 3、塑性损伤模型Concrete Damage plasticity model : 适用于混凝土的各种荷载分析，单调应变，循环荷载，动力载荷，包含拉伸开裂(cracking)和压缩破碎(crushing)，此模型可以模拟硬度退化机制以及反向加载刚度恢复的混凝土力学特性 在进行参数定义式的Keywords: *CONCRETE DAMAGED PLASTICITY *CONCRETE TENSION STIFFENING *CONCRETE COMPRESSION HARDENING *CONCRETE TENSION DAMAGE
混凝土破坏准则 william-warnke模型
Constitutive model for the triaxial behaviour of concrete Author(en):William, K.J. / Warnke, E.P. Objekttyp:Article Zeitschrift:IABSE reports of the working commissions = Rapports des commissions de travail AIPC = IVBH Berichte der Arbeitskommissionen Band(Jahr):19(1974) Persistenter Link:https://www.360docs.net/doc/ac6900791.html,/10.5169/seals-17526 Erstellt am:22.08.2011 Nutzungsbedingungen Mit dem Zugriff auf den vorliegenden Inhalt gelten die Nutzungsbedingungen als akzeptiert. Die angebotenen Dokumente stehen für nicht-kommerzielle Zwecke in Lehre, Forschung und für die private Nutzung frei zur Verfügung. Einzelne Dateien oder Ausdrucke aus diesem Angebot k?nnen zusammen mit diesen Nutzungsbedingungen und unter deren Einhaltung weitergegeben werden. Die Speicherung von Teilen des elektronischen Angebots auf anderen Servern ist nur mit vorheriger schriftlicher Genehmigung des Konsortiums der Schweizer Hochschulbibliotheken m?glich. Die Rechte für diese und andere Nutzungsarten der Inhalte liegen beim Herausgeber bzw. beim Verlag. SEALS Ein Dienst des Konsortiums der Schweizer Hochschulbibliotheken c/o ETH-Bibliothek, R?mistrasse 101, 8092 Zürich, Schweiz retro@seals.ch http://retro.seals.ch
混凝土模型报告
Abaqus中混凝土本构模型报告 在abaqus中只有三中混凝土本构模型：弥散裂纹模型、混凝土损伤塑性模型和混凝土脆性断裂模型，一般用得比较多的是前两者。其中弥散裂纹模型只能用于abaqus/standard 中，而脆性断裂模型则只能用于abaqus/explict中，只有混凝土损伤模型能在两个模块中使用。 一、混凝土弥散裂纹模型 混凝土弥散裂纹模型是使用定向的损伤弹性（弥散裂纹）以及各项同性压缩塑性来表示混凝土的非弹性行为。它能任何单元、结构上，包括梁、杆、壳和实体单元。既能用与素混凝土也能用于钢筋混凝土结构，可以通过rebar来嵌入钢筋。 此混凝土模型能用于任何单元。 1、裂纹控制 Abaqus中的混凝土弥散裂纹模型不是跟踪单个的宏观裂纹，产生裂纹后各个计算点都是独立的，裂纹的影响只针对某个积分点的应力和关联的刚度。产生裂纹后，还是要承担一部应力的，而不是像宏观裂纹产生后完全失去承载能力。 2、拉伸行为 A、弹性阶段：混凝土的弹性阶段是线性变化的，与钢筋之间是独立的，仅通过界 面的一些滑移和销钉作用关联起来。 B、失效后的抗拉刚度：在混凝土在拉伸作用下失效后，钢筋的作用突出，这时用 Tension stiffening选项来描述混凝土开裂后的后续行为，它也反应了开裂后与 钢筋的关系，而钢筋对其的影响依赖与钢筋的密度、两者之间的粘结质量以及 网格划分大小与混凝土截面与钢筋截面大小的关系。开裂后两者是独立的，只 有在计算点他们才是关联的。这个选项是必须和*concrete一起使用的。其类型 有两种，下面讲到。
C、失效后混凝土的保持力：用Cracked shear retention定义混凝土的破裂后的保持 力，它只需要定义一个影响系数乘以在为破坏时的弹性剪切模量，即可得到新的剪切模量，也就使得破坏后的剪切刚度线性的减小。 3、压缩行为 当主应力分量是压缩应力时，混凝土的的响应用等效压力和Mises等效偏斜应力表示的屈服面来表达，并用关联塑性和各向同性硬化来简化，假设了当变形超出极限应力点时弹性响应不受非弹性变形的影响，这和实际是不符的。另外在混凝土处于很大的压应力时所表现出来的非弹性响应并没有在模型中表达出来，而这些简化却能大大的提高了计算的效率。 A、单轴行为：持续加载，当达到极限应力时，材料失去了强度，而当进入到非弹 性阶段后产生了非弹性应变，这会损伤混凝土的弹性性质，而这在弥散模型中被忽略了。 B、多轴行为：通过失效面和应力空间流动的概念把单轴行为推广。 C、失效面（可选）：用*Failure ratios定义，也可选择加入温度和场的数据。
混凝土塑性损伤模型1
混凝土和其它准脆性材料的塑性损伤模型 这部分介绍的是ABAQUS提供分析混凝土和其它准脆性材料的混凝土塑性损伤模型。ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard “An inelastic constitutive model for concrete,” Section 4.5.1, 中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/Explicit, “A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3中的脆性开裂模型。 混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。 本节介绍的塑性损伤模型并不能有效模拟混凝土在高围压作用下的力学行为。而只能模拟混凝土和其它脆性材料在与中等围压条件（围压通常小于单轴抗压强度的四分之一或五分之一）下不可逆损伤有关的一些特性。这些特性在宏观上表现如下： ?单拉和单压强度不同，单压强度是单拉强度的10倍甚至更多； ?受拉软化，而受压在软化前存在强化； ?在循环荷载(压)下存在刚度恢复； ?率敏感性，尤其是强度随应变率增加而有较大的提高。 概论 混凝土非粘性塑性损伤模型的基本要点介绍如下： 应变率分解 对率无关的模型附加假定应变率是可以如下分解的： 是总应变率，是应变率的弹性部分，是应变率的塑性部分。 应力应变关系 应力应变关系为下列弹性标量损伤关系： 其中是材料的初始（无损）刚度，是有损刚度，是刚度退化变量其值在0（无损）到1（完全失效）之间变化，与失效机制（开裂和压碎）相关的损伤导致了弹性刚度的退化。在标量损伤理论框架内，刚度退化是各向同性的，它可由单个标量d来描述。按照传统连续介质力学观点，有效应力可定义如下：
钢筋混凝土保护层锈胀开裂的临界锈蚀量模型
第31卷 第12期 2009年6月 武 汉 理 工 大 学 学 报 JOURNA L OF WUHAN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG Y Vol.31 No.12 J un.2009 DOI :10.3963/j.issn.167124431.2009.12.027 钢筋混凝土保护层锈胀开裂的临界锈蚀量模型 周锡武1,卫 军2,徐 港3 (1.佛山科技学院环境与土木建筑学院,佛山528000;2.中南大学土木建筑学院,长沙410075; 3.武汉大学土木建筑工程学院,武汉430072) 摘 要: 基于弹塑性理论,考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况以及诸多影响因素,如钢筋直径、保护层厚度、锈蚀产物及混凝土的材料性能等,推导出混凝土破损程度与锈蚀深度的相互关系,建立了均匀锈蚀下钢筋混凝土保护层锈胀开裂的临界锈蚀量模型。理论模型计算结果与试验数据的对比表明,模型可用于混凝土中钢筋锈蚀胀裂的预测。关键词: 混凝土保护层; 钢筋锈蚀; 锈胀力; 锈蚀产物中图分类号: TU 311.2 文献标识码: A 文章编号:167124431(2009)1220099204 B ar Critical Corrosion R atio Model of R einforcement Concrete Cover Corrosion Expanding Crack ZHO U Xi 2w u 1,W EI J un 2,X U Gang 3 (1.College of Civil Engineering ,Foshan University of Science and Technology ,Foshan 528000,China ;2.School of Civil Engineering and Architecture ,Central S outh University ,Changsha 410075,China ; 3.School of Civil Engineering ,Wuhan University ,Wuhan 430072,China ) Abstract : Based on the elastic 2plastic theory and the model for calculating the cracking of cover in reinforced concrete struc 2ture due to rebar uniform corrosion was proposed.In the model the real deformation of concrete and rebar as well as the bar di 2ameter ,the cover thickness ,the performance of corroded products and concrete material were considered.In this article ,the relationship between the corrosion depth of the bar and the cracking of the concrete cover is established.The comparison of cal 2culation result with experimental data indicates that the proposed model is feasible for predicting the expansion cracking of con 2crete cover due to corrosion of rebar. K ey w ords : concrete cover ; reinforcement corrosion ; corrosion pressure ; corroded products 收稿日期:2009202223. 基金项目:国家自然科学基金(50538070). 作者简介:周锡武(19722),男,博士.E 2mail :xiwuzhou @https://www.360docs.net/doc/ac6900791.html, 混凝土结构耐久性失效最主要的表现形式为钢筋锈蚀引起保护层破损及结构破坏。钢筋锈蚀后其锈蚀体积是原有体积的2—3倍[1],对钢筋周围混凝土产生挤压。锈蚀产物的不断积聚,直接导致混凝土保护层沿钢筋产生纵向开裂裂缝。裂缝的形成又进一步加速了钢筋腐蚀速率,严重影响混凝土结构的耐久性,因此 研究钢筋锈蚀引起的混凝土保护层开裂具有重要的工程实际意义。目前国内外已有学者对保护层开裂时的
混凝土破坏准则总结
混凝土破坏准则总结 韩珏(2013128047) （长安大学建筑工程学院，陕西西安 710064） 钢筋混凝土结构和构件的非线性分析中的一个重要问题是建立混凝土强度准则，建立混凝土强度准则模型的目的是尽可能地概括不同受力状态下混凝土的强度破坏条件。首先，需要了解破坏的意义，对于不同情况，如开始开裂、屈服、极限破坏等都可以定义为破坏，然而对于混凝土强度准则来说，一般是指极限强度。我们通常采用空间坐标的破坏曲面来描述混凝土的破坏情况，因而，混凝土强度准则就是建立混凝土空间坐标破坏曲面的规律。 混凝土的破坏面一般可用破坏面与偏平面相交的断面和破坏曲面的子午线来表达，偏平面就是与静水压力轴垂直的平面，通过原点的偏平面称π平面，破坏曲面的子午线即静水压力轴和与破坏曲面成某一角度θ的一条线形成的曲面，与破坏曲面相交而成的曲线（包括：拉子午线、压子午线、剪力子午线），以下简单总结古典强度理论（其中莫尔—库仑强度理论和Drucker—Prager强度准则属于二参数强度准则）。 1.古典强度理论 1.1 最大拉应力强度准则（Rankine） 时,按照这个强度准则，混凝土材料中任一点的强度达到混凝土抗拉强度f t 混凝土即达到脆性破坏，不管这一点上是否还有其他法向应力和剪应力。破坏面在空间的形状为正三角锥面。 1.2 Tresca强度准则 此强度准则认为当混凝土材料中一点应力达到最大剪应力的临界值k时，混凝土材料即达到极限强度。破坏面在空间是与静水压力轴平行的正六边形棱柱体。其中k取： 1.3 Von Mises强度理论 在Tresca强度理论里面只考虑了最大剪应力，Von Mises提出的强度准则与三个剪应力均有关，破坏面为与静水压力轴平行的圆柱体。其中k取： 1.4 莫尔—库仑强度理论 这一理论考虑了材料抗拉、抗压强度的不同，适用于脆性材料，现在仍然广泛用于岩石、混凝土和土体等土建工程材料中。破坏曲面为非正六边形锥体。1.5 Drucker—Prager强度准则 由于六边形角隅部分用计算机数值计算较繁杂、困难，Drucker—Prager 提出修正莫尔—库仑不规则六边形而用圆形，子午线为直线，并改进了Von Mises准则与静水压力无关的缺点，破坏曲面为圆锥体。
混凝土塑性损伤模型 -ABAQUS
4.5.2 混凝土塑性损伤模型ABAQUS ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard “An inelastic constitutive model for concrete,” Section 4.5.1, 中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/Explicit, “A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3中的脆性开裂模型。 混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。 本节介绍的塑性损伤模型并不能有效模拟混凝土在高围压作用下的力学行为。而只能模拟混凝土和其它脆性材料在与中等围压条件（围压通常小于单轴抗压强度的四分之一或五分之一）下不可逆损伤有关的一些特性。这些特性在宏观上表现如下： ?单拉和单压强度不同，单压强度是单拉强度的10倍甚至更多； ?受拉软化，而受压在软化前存在强化； ?在循环荷载(压)下存在刚度恢复； ?率敏感性，尤其是强度随应变率增加而有较大的提高。 概论 混凝土非粘性塑性损伤模型的基本要点介绍如下： 应变率分解 对率无关的模型附加假定应变率是可以如下分解的： 是总应变率，是应变率的弹性部分，是应变率的塑性部分。 应力应变关系 应力应变关系为下列弹性标量损伤关系： 其中是材料的初始（无损）刚度，是有损刚度，是刚度退化变量其值在0（无损）到1（完全失效）之间变化，与失效机制（开裂和压碎）相关的损伤导致了弹性刚度的退化。在标量损伤理论框架内，刚度退化是各向同性的，它可由单个标量d来描述。按照传统连续介质力学观点，有效应力可定义如下： Cauchy应力通过标量退化变量（d）转化为有效应力
ABAQUS混凝土弥散开裂模型Standard模块
20.6.1 混凝土弥散开裂模型 程序：Abaqus/Standard Abaqus/CAE 参考 1、“材料库：概述”18.1.1章 2、“非弹性行为”20.1.1章 3、*混凝土 4、*拉伸硬化 5、*剪力传递 6、*破坏面比率 7、“定义混凝弥散开裂”in“定义塑性”Abaqus/CAE User's Manual 12.9.2章 概述 Abaqus/Standard中的混凝土弥散开裂模型： 1、为所有结构中的混凝土提供了普遍建模功能,包括梁，桁架，壳体和固体； 2、可以用于素混凝土，虽然其主要用于钢筋混凝土； 3、可以与钢筋（rebar）一起使用来模拟混凝土加筋； 4、被设计用于混凝土在低围压下的基本单调张拉应变的情况； 5、由各向同性硬化屈服面（压应力为主导时激活）和一个独立的“裂缝检测面”（由某点的破坏是否由于开裂导致所决定）组成。 6、用非各向同性的损伤弹性概念（弥散开裂）来描述开裂破坏后材料反应的可逆部分 7、要求使用线弹性材料模型来定义弹性性能；并不能和局部方向一起使用。(see “Orientations,” Section 2.2.5). Abaqus 中可以使用的混凝土模型的讨论见“Inelastic behavior,” Section 20.1.1, 加筋 混凝土结构的增强材料以钢筋作为典型代表，它是单轴应变理论单元（杆件），它可以单独定义或者嵌入有方向的表面。钢筋主要与塑性模型一起使用来描述钢筋材料的行为，并叠加在用来模拟混凝土的标准单元类型网格上。 使用这种建模方法，混凝土材料行为独立于钢筋材料。钢筋/混凝土的接触面连结效应，如粘结滑移和销钉作用，是通过在混凝土模型中引入某种“拉伸硬化”来近似模拟裂缝处通过钢筋的荷载转移。 在复杂问题中定义钢筋会是冗长的，但钢筋的准确定义是非常重要的，因为在模型的关键位置缺少钢筋会引起分析失败。See “Defining reinforcement,” Section 2.2.3, for more information regarding rebars. 开裂
三种混凝土本构模型
ABAQUS中的三种混凝土本构模型 2010-05-12 22:19:14| 分类：ABAQUS | 标签：|字号大中小订阅 资料来自SIMWE论坛shanhuimin923，特表示感谢！ ABAQUS 用连续介质的方法建立描述混凝土模型不采用宏观离散裂纹的方法描述裂纹 的水平的在每一个积分点上单独计算其中。 低压力混凝土的本构关系包括： Concrete Smeared cracking model (ABAQUS/Standard) Concrete Brittle cracking model (ABAQUS/Explicit) Concrete Damage plasticity model 高压力混凝土的本构关系： Cap model 1、ABAQUS/Standard中的弥散裂缝模型Concrete Smeared cracking model (ABAQUS/Standard)： ——只能用于ABAQUS/Standard中 裂纹是影响材料行为的最关键因素，它将导致开裂以及开裂后的材料的各向异性用于描述：单调应变、在材料中表现出拉伸裂纹或者压缩时破碎的行为 在进行参数定义式的Keywords： *CONCRETE *TENSION STIFFENING *SHEAR RETENTION *FAILURE RATIOS 2、ABAQUS/Explicit中脆性破裂模型Concrete Brittle cracking model (ABAQUS/Explicit) ：适用于拉伸裂纹控制材料行为的应用或压缩失效不重要，此模型考虑了由于裂纹引起的材料各向异性性质，材料压缩的行为假定为线弹性，脆性断裂准则可以使得材料在拉伸应力过大 时失效。 在进行参数定义式的Keywords *BRITTLE CRACKING, *BRITTLE FAILURE, *BRITTLE SHEAR 3、塑性损伤模型Concrete Damage plasticity model： 适用于混凝土的各种荷载分析，单调应变，循环荷载，动力载荷，包含拉伸开裂(cracking)和压缩破碎(crushing)，此模型可以模拟硬度退化机制以及反向加载刚度恢复的混凝土力学 特性 在进行参数定义式的Keywords： *CONCRETE DAMAGED PLASTICITY *CONCRETE TENSION STIFFENING *CONCRETE COMPRESSION HARDENING *CONCRETE TENSION DAMAGE *CONCRETE COMPRESSION DAMAGE
ABAQUS(Explict)混凝土开裂模型翻译
混凝土开裂模型 适用模块：Abaqus/Explicit Abaqus/CAE 参考 ●“Material library: overview,” Section 18.1.1 ●“Inelastic behavior,” Section 20.1.1 ●*BRITTLE CRACKING ●*BRITTLE FAILURE ●*BRITTLE SHEAR ●“Defining brittle cracking” in “Defining other mechanical models,” Section 12.9.4 of the Abaqus/CAE User's Manual 概述 Abaqus/Explicit模块中脆性断裂模型： ●提供一种通用模型来模拟包括梁单元、桁架单元、壳单元以及实体单元在内的所有单元 形式； ●也可以用来模拟诸如陶瓷及脆性岩石的其他材料； ●用于模拟受拉开裂占主导地位的材料本构行为； ●假设受压行为是线弹性的； ●必须与线弹性模型(“Linear elastic behavior,” Section 19.2.1)同时使用，它也 定义了材料开裂前的本构行为； ●用于模拟脆性行为占主导地位的本构关系是十分准确的，基于此，假设受压行为是线弹 性的是合理的； ●该模型主要是用于钢筋混凝土结构的分析，同时也适用于素混凝土； ●基于脆性失效准则，将失效单元删除； 关于失效单元删除的内容详见“A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3 of the Abaqus Theory Manual. 关于ABAQUS中可用混凝土本构模型的相关讨论参见“Inelastic behavior,” Section 20.1.1。 钢筋 ABAQUS中，混凝土结构中的钢筋是通过指定Rebar单元实现的。Rebar单元是一维应变理论单元（杆单元），既可以单独定义，也可以镶嵌在有向曲面上。关于Rebar单元的相关讨论参见“Defining rebar as an element property,” Section 2.2.4。Rebar单元特别地用来模拟钢筋的弹塑性行为，并且可叠加在用于模拟素混凝土标准单元的网格上。基于这种模拟方法，混凝土的开裂行为与Rebar是没有关系的。混凝土和钢筋之间的相互作用，例如粘结滑移、销栓作用，可以引入拉神硬化（强化）的概念来近似模拟混凝土裂缝处荷载向钢筋转移的特点。 开裂 Abaqus/Explicit中使用弥散裂缝模型来表征混凝土脆性行为的非连续性。这种方法并不关注于单个宏观裂缝，相反地，只是独立地计算有限元模型质点处的本构关系。裂缝的存在对于计算的影响在于：裂缝的存在影响质点处的应力和材料刚度。 为简化本部分讨论内容，“开裂”一词实质上代表的是一个方向——所考虑单个质点处裂缝的方向，与其最相近的物理解释为：在一个质点附近出现一系列连续的微裂缝，其方向
基于脆性开裂模型的钢筋混凝土锈裂过程细观数值模拟
第３７卷第８期 硅 酸 盐 通 报 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．８ ２０１８年８月 ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹ Ａｕｇｕｓｔ，２０１８ 基于脆性开裂模型的钢筋混凝土锈裂过程 细观数值模拟 吴 萍１，杜 坤１，２，徐亦冬１，陈 伟１，胡 雷１，２ （１．浙江大学宁波理工学院，宁波 ３１５１００；２．重庆交通大学土木工程学院，重庆 ４０００７４） 摘要：基于混凝土脆性开裂模型，对钢筋混凝土锈胀开裂的演化过程进行了细观数值模拟。模拟结果显示，脆性开裂模型可以使模拟结果生成裂纹分布图形，从而直观的表征锈胀裂缝的产生、扩展情况。裂缝起裂位置垂直于最大位移加载方向，在最接近界面层的位置首先产生裂缝，并通过脆弱的界面层绕过骨料，向保护层边缘扩展，最终贯通保护层。模拟结果与实测锈胀裂缝分布较为一致，表明基于脆性开裂模型的细观模拟计算可靠。 关键词：脆性开裂模型；锈胀开裂；裂纹演化；裂纹分布；细观数值模拟 中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１-１６２５（２０１８）０８-２３７２-０６ Ｍｅｓｏ-ｓｃａｌｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＣｏｒｒｏｓｉｏｎＣｒａｃｋｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｆＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＢａｓｅｄｏｎＢｒｉｔｔｌｅＣｒａｃｋｉｎｇＭｏｄｅｌ ＷＵＰｉｎｇ１，ＤＵＫｕｎ１，２，ＸＵＹｉ-ｄｏｎｇ１，ＣＨＥＮＷｅｉ１，ＨＵＬｅｉ１，２ （１．ＮｉｎｇｂｏＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎｉｎｇｂｏ３１５１００，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００７４，Ｃｈｉｎａ） 基金项目：国家自然科学基金（５１７７８５７７）；浙江省自然科学基金（ＬＹ１５Ｅ０８００２５） 作者简介：吴 萍（１９８０-），女，硕士．主要从事土木工程建造技术领域的研究. 通讯作者：徐亦冬，博士，副教授，硕导．Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎ-ｉｎｄｕｃｅｄｃｒａｃｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂｙｔｈｅｍｅｓｏ-ｓｃａｌｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ａｓｉｓｓｈｏｗｎｂｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｃａｎｇｅｎｅｒａｔｅｔｈｅｃｒａｃｋｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｖｉｓｕａｌｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎ-ｉｎｄｕｃｅｄｃｒａｃｋｉｎｇ．Ｔｈｅｃｒａｃｋｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎｉｓｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ．Ａｔｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｃｌｏｓｅｓｔｔｏｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｌａｙｅｒ，ｃｒａｃｋｓａｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｉｎｉｔｉａｌｌｙ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｒａｇｉｌｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｌａｙｅｒｔｏｂｙｐａｓｓｔｈｅａｇｇｒｅｇａｔｅ，ｅｘｔｅｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｄｇｅｏｆｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｖｅｒ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｖｅｒ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎ-ｉｎｄｕｃｅｄｃｒａｃｋｓ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍｅｓｏｓｃｏｐｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｉｓｒｅｌｉａｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｔｔｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ-ｉｎｄｕｃｅｄｃｒａｃｋｉｎｇ；ｃｒａｃｋｉｎｇｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；ｃｒａｃｋｉｎｇｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｍｅｓｏ-ｓｃａｌｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ １ 引 言 混凝土结构的耐久性是国内外学术界与工程界关注的重大科技问题，而钢筋锈蚀则是引起沿海混凝土结构耐久性能退化的最主要因素。要准确掌握钢筋锈蚀后引起的混凝土结构性能变化规律，就必须正确认识钢筋混凝土保护层的锈裂规律。 关于混凝土保护层锈胀开裂的试验、理论模型及数值模拟研究相对较多，Ｃｈｅｒｎｉｎ ［１］与赵羽习等 ［２］总结了相关研究的成果。在试验研究方面，Ｚｈａｎｇ等［３］基于均匀锈蚀的假设，通过对２根在氯盐环境中放置１４和２３年的梁进行观测研究，建立了钢筋平均截面损失面积与裂缝宽度之间的关系。Ｋｈａｎ等［４］研究了一批 ２６年龄期混凝土内钢筋腐蚀的演变过程，并将试验数据与Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ模型 ［５］、Ｖｉｄａｌ模型［６］及Ｚｈａｎｇ模型［３］万方数据
ABAQUS中的三种混凝土本构模型
ABQUS中的三种混凝土本构模型 ABAQUS?用连续介质的方法建立描述混凝土模型不采用宏观离散裂纹的方法描述裂纹的水平的在每一个积分点上单独计算其中。 低压力混凝土的本构关系包括： Concrete Smeared cracking model (ABAQUS/Standard)? Concrete??Brittle cracking model (ABAQUS/Explicit)? Concrete Damage plasticity model 高压力混凝土的本构关系： Cap model 1、ABAQUS/Standard中的弥散裂缝模型Concrete Smeared cracking model (ABAQUS/Standard)：——只能用于ABAQUS/Standard中 裂纹是影响材料行为的最关键因素，它将导致开裂以及开裂后的材料的各向异性 用于描述?：单调应变?、在材料中表现出拉伸裂纹或者压缩时破碎的行为 在进行参数定义式的Keywords： *CONCRETE *TENSION STIFFENING *SHEAR?RETENTION *FAILURE RATIOS 2、ABAQUS/Explicit中脆性破裂模型Concrete??Brittle cracking model (ABAQUS/Explicit)?： 适用于拉伸裂纹控制材料行为的应用或压缩失效不重要，此模型考虑了由于裂纹引起的材料各向异性性质，材料压缩的行为假定为线弹性，脆性断裂准则可以使得材料在拉伸应力过大时失效。 在进行参数定义式的Keywords *BRITTLE CRACKING, *BRITTLE FAILURE,? *BRITTLE SHEAR 3、塑性损伤模型Concrete Damage plasticity model： 适用于混凝土的各种荷载分析，单调应变，?循环荷载，动力载荷，包含拉伸开裂(cracking)和压缩破碎(crushing)，此模型可以模拟硬度退化机制以及反向加载刚度恢复的混凝土力学特性 在进行参数定义式的Keywords： *CONCRETE DAMAGED PLASTICITY *CONCRETE TENSION STIFFENING *CONCRETE COMPRESSION HARDENING *CONCRETE TENSION DAMAGE *CONCRETE COMPRESSION DAMAGE