基于Solid65和Solid45有限单元的素夯土墙体数值建模及计算分析
solid45

1.1 单元说明solid45 单元用于构造三维固体结构.单元通过8 个节点来定义,每个节点有3 个沿着xyz 方向平移的自由度.单元具有塑性,蠕变,膨胀,应力强化,大变形和大应变能力.类似的单元有适用于各向异性材料的solid64单元。
Solid45单元的更高阶单元是solid95。
1.2 输入数据单元由8 个节点和各向同性的材料参数来定义.各向同性材料方向对应于单元坐标系方向.单元载荷包括节点载荷和单元载荷.keypoint(1)用于指定包括或不包括附加的位移形函数。
Keypoint (5)和keypoint (6)提供不同的单元输出选项。
1.3solid45 单元输入数据摘要单元名称solid45节点I,J,K,L,M,N,O,P节点自由度UX,UY,UZ材料参数EX,EY,EZ,(PRXY,PRYZ,PRXZ or NUX,Y NUYZ,NUXZ),ALPX,ALPY,ALPZ,DENS,GXY,GYZ,GXZ,DAMP表面载荷压力s ------ 面1 (J-I-L-K,表面2 (I-J-N-M),表面3 (J-K-O-N),表面4 (K-L-P-O,表面5 (L-I-M-P),表面6 (M-N-O-P)体载荷温度——T(I),T(J),T(K),T(L),T(M),T(N),T(O), T (P);热流量一一FL(I), FL( J), FL( K), FL ( L), FL (M ), FL( N),FL( O) FL( P)特殊功能塑性,蠕变,膨胀,应力强化,大变形,大应变,单元死活KEYPOINT(1)—0 —包括附加的位移形函数1——不包括附加的位移形函数KEYPOINT(2)——依据KEYPlONT(带,或者不带附加的位移形函数,执行完全积分1――带砂漏控制的均匀缩减积分,不带附加的位移形函数(KEYPOINT(自动设置为1)KEYPOINT(4)—0 —单元坐标系平行于整体坐标系1 ---- 单元坐标系沿单元I-J 一侧KEYPOINT(5)—0 —基本单元解1 ——在所有积分点上重复基本解2 ——节点应力解KEYPOINT(6)—0 —基本单元解1——附带表面I-J-N-M的表面解2——表面I-J-N-M和表面K-L-P-O的表面解(表面解只对线性材料可用)3 附带每个积分点的非线性解4——非零压力表面的表面解KEYPOINT(9)—0 —没有提供初始应力的用户子程序(默认情况)1 ——从用户子程序中读入初始应力数据1.4 输出数据与单元结果相联系的结果输出主要有两种方式(1)节点位移和所有节点结果.(2)结果输出表中给出的附加的单元输出.单元应力方向平行于单元坐标系.表面应力输出是在表面坐标系且可以在任何表面(KEYPOINT(6))SOLID45单元的结果输出名称EINODESMATVOLUXC,YC,ZCPRESTEMPFLUENS:X,Y,Z,XY,YZ,XZS;1,2,3S:INTS:EQVEPEL:1,2,3EPEL:EQVEPTH:EQVEPPL:EQVEPCR:EQVEPSW定义单元号节点-I,J,K,L,M,N,O,P材料编号体积结果输出位置节点J,I,L,K勺P2;JK0N勺P3;KLPC的P4;LIMP的P5;MNOP的P6温度T(I) ,T(J),T(K),T(L),T(M),T(N),T(O),T(P)OYRYYYY3YYYYYYYY-Y111热流量YFL(I)FL(J)FL(K)FL(L)FL(M)FL(N)FL(O)FL(P) 应力主应力应力强度等效MISES应力主弹性应变等效弹性应变等效热应变等效塑性应变等效蠕变应变平均膨胀应变YEP EL:X ,Y ,Z,X Y,Y Z,弹生应变EP TH:X, Y,Z,XY,Y Z,XZ均热应变EPP L:X, Y, Z,XY,Y Z,平匀塑性应变EP CR:X, Y, Z,XY,Y Z,平匀蠕变应变NL:EPEQNL:SRATNL:SEPLNL:HPRESFACEAREATEMPEPELPRESSS(X,Y,XY)S(1,2,3)SINTSEQVLOCI:X, Y,ZP均等效塑性应变屈服表面上的迹应力和应力之比从应力-应变曲线平均等效mises 应力静水压力表面lable表面面积表面平均温度表面弹性应变(X,Y,XY)表面压力表面应力(X 轴平行于定义该表面的前面两个结点连接)表面主应力表面应力强度表面等效mises 应力积分点位置1-1111222222222丫注:1.当单元具有非线形材料时,有有非线性解输出.2.表面输出(如果KEYPOINT(是1,2或者4).3.用*GET条目可以获得质心位置的结果.等效应变是用等效泊松比来计算的:对于弹性和热问题,这个值由(MP,PRXY) 输入;对于塑性和蠕变,这个值取0.51.5 假定和限制体积等于0 的单元是不允许的.同时,单元也不允许扭曲,以至于形成两个体.所有单元必须具有8个节点.通过将K和L重合,0和P节点重合,可以定义出棱形单元.四面体单元当然也可以作出的.这些退化单元的形函数自然会退化.。
SOLID65单元计算混凝土

SOLID65单元计算混凝土在预应力钢筋混凝土结构中,钢筋处于单轴受力状态,应力应变关系相对比较简单,用ANSYS 模拟钢筋单元采用双折线型本构关系和随动强化准则(BKIN) 。
文中对预应力钢筋的本构关系采用双线性随动强化模型“BKIN”,屈服后弹性模量取为原始弹性模量的0. 01 倍;预应力筋采用如图1所示的应力—应变关系,并假定当应力达到极限强度时,钢筋即拉断。
图1 预应力筋的应力—应变关系Fig11 Stress - stra in curve of pres2tressed steel bars考虑到预应力筋屈服后有明显的强化段, 取屈服后的弹性模量E'=0.05E。
骨在分析计算中,采用双线性随动强化(BKIN) [ 5 ] ,将钢筋应力- 应变曲线简化成双折线形式,输入其弹性模量和屈服强度.ANSYS的SOLID65单元是专为混凝土、岩石等抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料开发的单元。
它可以模拟混凝土中的加强钢筋,以及材料的拉裂和压溃现象。
定义SOLID65单元的主要有两个特殊的地方:1. 材料属性。
由于混凝土材料的复杂性,混凝土的强度准则有考虑1-5个参数的多种方法。
一般来说,强度准则的参数越多,对混凝土强度性能的描述就越准确。
SOLID65采用的是William-Warnke五参数强度模型,其中需要的材料特性可通过ANSYS材料属性定义对话框完成。
其中的9个参数的含义如下:张开裂缝的剪切传递系数闭合裂缝的剪切传递系数(上述两个变量取值区域为[0.0, 1.0],1表示没有剪切损失而0表示裂缝完全分开不传递剪力,缺省为0)。
抗拉强度单轴抗压强度双轴抗压强度静水压力在上述静水压力下的单轴抗压强度在上述静水压力下的双轴抗压强度材料拉裂后的应力释放因子从William-Warnke五参数强度模型理论可知:在低静水压力和高静水压力状态下,混凝土的性能是不同的。
如果是低静水压力状态下,只需要输入上述的和就行了。
ANSYS软件中钢筋混凝土单元SOLID65的应用

全面分析。混凝土在整个结构工程领域起着重要 置一般不均匀, 在这种模型中, 可以采用下面方法
作用。因此, 用有限元软件实现对混凝土结构的力 改善建模时的质量: 将纵筋密集的区域设置为不
学行为模拟是非常有意义的。SOLID65 是 ANSYS 同的体, 使用带筋的 SOLID65 单元, 而无纵筋区
专为混凝土这种抗压能力大于抗拉能力的非均匀 则设置为无筋 SOLID65 单元。这样就可以将钢筋
敛准则建立在力、力矩、位移、转动或这些项目的
1.1 材料本构模型
任意组合上, 而且每种收敛准则有不同的限值。在
1.1.1 混凝土本构模型。SOLID65 单元可以使 混凝土问题分析中计算收敛的主要影响因素有网
用的本构关系有多线性等强硬化模型( MISO) 、多 格划分、子步数和收敛准则。
线 性 随 动 强 化 模 型 ( MIKN) 和 Drucker- Prager
拉进教学与社会需要的关系, 也更容易调动同
种是以计算机文件以及互联网网页的等虚拟方
基本制作环节。是关于掌握“怎么办”的 学们的学习积极性, 同时避免了作业千篇一
式。另一种则是通过打印或印刷等输出设备物 操作程序知识。它使学生在面临实际问题时能 律, 呈现出丰富多样性。
质化的方式。电脑美术所使用的软件根据功能 够自动实现并且表现为一种能力。在本环节中
学习电脑的目的是为了灵活运用, 电脑美
不 同 种 类 众 多 , 大 体 有 : PHOTOSHOP, IL- 老师或示范或讲解制作步骤和方法, 学生逐步 术课程的基本任务也在于此, 只有兼顾上述三
LUSTRATOR, CORLDRAW, 网 络 三 剑 客 , 掌握每一步骤, 最后完成对本练习的制作, 从 个环节, 才能使学生更好的掌握电脑, 服务于
ANSYS--理论基础(混凝土及钢筋单元)

ANSYS 理论基础一、钢筋混凝土模型1、Solid65单元——模拟混凝土和岩石等抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料开发的单元,可以模拟混凝土中的加强钢筋(或玻璃纤维、型钢等);普通8节点三维等参元,增加针对混凝土材料参数和整体式钢筋模型;基本属性:——可以定义3种不同的加固材料;——混凝土具有开裂、压碎、塑性变形和蠕变的能力;—-加强材料只能受拉压,不能承受剪切力。
三种模型:分离式模型——把混凝土和钢筋作为不同的单元来处理,各自划分单元,或钢筋视为线单元(杆件link-spar8或管件pipe16,20);钢筋和混凝土之间可以插入粘结单元来模拟界面的粘结和滑移;整体式模型——将钢筋分布于整个单元中,假定混凝土和钢筋粘结很好,并把单元视为连续均匀材料;组合式模型—-分层组合式:在横截面上分成许多混凝土层和若干钢筋层,并对截面的应变作出某些假设(如应变沿截面高度为直线);或采用带钢筋膜的等参单元。
2、本构模型线性弹性、非线性弹性、弹塑性等;强度理论——Tresca、V on Mises、Druck —Prager等;3、破坏准则单轴破坏(Hongnested等)、双轴破坏(修正的莫尔库仑等)、三轴破坏(最大剪应力、Druck—Prager等),三参数、五参数模型;混凝土开裂前,采用Druck—Prager屈服面模型模拟塑性行为;开裂失效准则,采用William-Warnke五参数强度模型.4、基本数据输入混凝土:ShrCf-Op—张开裂缝的剪切传递系数,0~1ShrCf—Ol—闭合裂缝的剪切传递系数,0。
9~1UnTensSt—抗拉强度,UnCompSt—单轴抗压强度,(若取-1,则以下不必要)BiCompSt—双轴抗压强度,HydroPrs—静水压力,BiCompSt—静水压力下的双轴抗压强度,UnCompSt-静水压力下的单轴抗压强度,TenCrFac—拉应力衰减因子。
加固材料(材料号、体积率、方向角)二、其他材料模型在Ansys中,可在Help菜单中查阅各种不同单元的特性.例1、矩形截面钢筋混凝土板在中心点处作用-2mm的位移,分析板的受力、变形、开裂(采用整体模型分析法).材料性能如下:1、混凝土弹性模量E=24GPa,泊松比ν=0。
不同截面形状钢管混凝土拱架的截面压弯特性

不同截面形状钢管混凝土拱架的截面压弯特性张尹;李为腾;杨博;马海曜;杨宁;张玉华【摘要】At present,the cross section forms of concrete-filled steel tubular arches which utilized in roadway support are mainly circle,square and D shape.To master the influence laws of different cross-sectional shapes on bearing property of concrete-filled steel tubular arches,compression-bending tests were carried out on specimens with different cross sections using ANSYS,and the compression-bending bearing property of three different cross sections of specimens were statistically analyzed.The results show that:with the increasing of the eccentricity,the axial compression bearing capacity reduced and the bending bearing capacity increased.The circular specimens have the best compression-bending bearing property,whose ultimate moment was 1.3 times,1.65 times and 2.8 times as large as the tested members with square,circular,D shape,and reverse D shape,respectively;and the envelope area of M-N curve was 1.44 times,1.83 times and 2.75 times as large as the above three shapes,respectively.The cross section forms had much more significant effects on the bending capacity than compressive pression-bending bearing property of D shape was affected obviously by bias direction,and which was lower in reverse bending.%目前巷道支护采用的钢管混凝土拱架的横截面形状有圆形、方形和D形.为掌握不同截面形状钢管混凝土拱架承载性能的差异,采用ANSYS对不同截面试件进行了压弯试验,统计分析了3种不同截面构件的压弯承载力.结果表明:随着偏心率增大,试件轴向抗压承载力降低,抗弯承载力提高;在截面含钢量及内部混凝土等级相同的情况下,圆形构件抗压弯承载能力最强,其极限弯矩分别是方形、D形正弯、D形反弯的1.3倍、1.65倍、2.8倍,其M-N曲线包络面积是后三者的1.44倍、1.83倍、2.75倍;截面形状对构件抗弯承载力的影响显著大于对抗压承载力的影响;D形截面构件压弯承载力受偏压方向影响明显,负偏压时承载力更低.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)001【总页数】5页(P80-84)【关键词】钢管混凝土;拱架;截面形状;压弯试验;数值模拟【作者】张尹;李为腾;杨博;马海曜;杨宁;张玉华【作者单位】山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院,山东青岛266580;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;江苏建筑职业技术学院,江苏徐州221116;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590【正文语种】中文【中图分类】TD353随着社会发展对能源需求的不断增加,煤矿开采强度不断加大,浅部资源趋于枯竭,我国煤炭开采进一步向深部发展是必然趋势,且发展迅速。
Solid65单元在混凝土结构有限元分析中的应用

综 述Solid65单元在混凝土结构有限元分析中的应用3司炳君 孙治国 艾庆华(大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室 大连 116024) 摘 要:S plid65单元是ANSY S 软件中专门为混凝土材料定义的单元,综述了国内外利用S olid65单元分析钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构和FRP 加固混凝土结构取得的进展,总结了S olid65单元的使用方法及应该注意的事项,并给出了两个典型算例,最后指出,该单元在分析混凝土结构时存在的不足以及进一步研究的问题。
关键词:ANSY S 软件 S olid65单元 有限元分析APP LICATION OF SOLI D 65E LEMENT IN THE FINITE E LEMENT ANA LYSISOF CONCRETE STRUCTURESS i Bingjun Sun Zhiguo Ai Qinghua(S tate K ey Lab.of C oastal and O ffshore Eng.,Dalian University of T echnology Dalian 116024)Abstract :S olid65element is defined for concrete material specially in the ANSY S s oftware.The research results in analysis of RC structures ,steel 2concrete com posite structures and FRP 2strengthened concrete structures by using S olid65element are reviewed.The methods of how to use this element and s ome matters needing attention are summarized and tw o typical exam ples are provided.The limitations in the analysis of concrete structures by using this element and the aspects which should be further researched in the future are pointed out in the end of the paper.K eyw ords :ANSY S s oftware S olid65element finite element analysis3国家自然科学基金(项目号:50308027)、大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室主任基金项目(项目号:LP0504)资助。
SOLID65单元说明

KEYOPT(1)用于设定是否考虑大变形,KEYOPT(5)和KEYOPT(6)则提供是多种单元输出选项(详见单元解答)。
Y
Y
TEMP
作用在各节点上的温度T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P)
Y
Y
热流量
作用在各节点上的热流量FL(I), FL(J), FL(K), FL(L), FL(M), FL(N), FL(O), FL(P)
Y
Y
XC, YC, ZC
Location where results are reported
KEYOPT(7)是与是否考虑应力松弛相关的项,当KEYOPT=1时表示考虑,目的是加速裂缝即将开裂时计算的收敛(在混凝土材料数据表的第9个系数中的输入值即为拉伸应力松弛的折减系数)。应力松弛并不能反应因为次生裂缝的产生而引起的应力应变关系的变化。松弛系数在裂缝处为零,因此,相应的开裂面上的刚度也是零。
Opend:混凝土开裂,裂缝张开
Colesed:混凝土开裂,但裂缝闭合
Neither:混凝土即未开裂也未压碎
3、钢筋求解项给出每种钢筋情况
4、混凝土非线性积分点解(如KEYOPT(6)=3and the element has a nonlinear material)
5、钢筋非线性积分点解(如KEYOPT(6)=3and the rebar has a nonlinear material)
在几何非线性分析时可用“SOLCONTROL,,,INCP”命令设定考虑抗压刚度的影响。抗压刚度的影响在线性屈曲分析中会被自动考虑。
利用Ansys Solid65单元分析钢筋混凝土结构

5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
遗憾,每个遗憾都有它的青春美。
4.方茴说:“可能人总有点什么事,是想忘也忘不了的。
”5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
混凝土是目前应用最为广泛的建筑材料之一。
为了解混凝土结构的受力机理和破坏过程,在大型有限元软件ANSYS中,专门设置了Sdid65单元来模拟混凝土或钢筋混凝土结构,提供了很多缺省参数,从而为使用者提供了很大的方便。
1 Solid65单元Sdid65单元是专为混凝土、岩石等抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料开发的单元。
它可以模拟混凝土中的加强钢筋(或玻璃纤维、型钢等),以及材料的拉裂和压溃现象。
1.1 几点假设1)只允许在每个积分点正交的方向开裂。
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震 性 能 进 行 了 计算 分 析 . 计算 结 果 和试 验 结 果 进 行 比较 , 中选 择 合 适 的单 元 类 型 和 破 坏 准 则 。 进 一 步 计 算 分 从 为
析 木 柱 梁一 坯 组 合 墙体 的抗 震 性 能奠 定 建 模 基 础 . 土
关 键 词 :素夯 土 墙 ; S ; 构模 型 ;破 坏 准则 ; 限 单 元 AN YS 本 有
N Ov ..2 8 00
基于 Sl 6 oi 5和 S l 4 d oi 5有 限 单 元 的 d
素 夯 土墙体 数 值 建 模 及计 算 分 析
阿 肯 江 ・ 呼 提 ,亓 国庆 托
( 疆 大学 建 筑 工 程 学 院 , 新 新疆 乌 鲁木 齐 ,3 O 8 800)
摘
要 : 用 大 型 有 限 元软 件 ANS 1. 采 YS 0 0中 的S l 6 oi 5和S l 1 种 单 元 类 型 . 单 调 水 平 荷 载下 素夯 土 墙 抗 d oi 5两 d 对
Ana y i s d o o i 5 a d S ld 5 Fi t e e t l s s Ba e n S ld6 n o i 4 nie El m n
Ak nin o ui e j gTu h t,QIGu —t r l n ie r g Od e c i cu a g ne i ,Xij n hos y, u i Xij n 3 0 8 C ia g o e E n ni g Un J i Ur mq , ni g 8 0 0 , h n ) a rt a
Absr c t a t:Ses i ha o fr m m e — rh w alun rm on o c h iont ll a s a lz d us g So i d im c be vir o a d ea t l de ot ni orz a o d i nay e i ld65an n
0 引 言
随着科 学技 术 的进 步 和社会 的发 展 , 现代城 镇 中 出现 了越 来越 多 的钢 筋混 凝 土结构 、 钢结 构 等呈现
建筑 形式 多样化 . 然而 在 中国的 广大农 村地 区, 土墙 仍然 在被 广泛 的使 用着 . 土墙 以取材方 便 , 夯 夯 施工 简单 , 力性 能 良好 . 济性 好 , 于 绿色 建筑 的 一类 、 到 了广 大农 村 居 民 的认 可. 是 素夯 土墙 体 的 受 经 属 得 但 抗 震 性能较 差 , 在地震 区 的应 用 受到 限制. 如何提 高 素夯 土墙体 的抗 震性 能是 夯土建 筑在 广 大农 村 地 区
墙 为研究对象 , 采用ANS YS中的不 同单元 类型S l 6 oi 5和S l 4 d oi 5以及 采用 不 同的破坏准 则 , d 同时 将所计 算 的结 果与试 验结果 [进行 了 比较 , A YS有 限元 方法研 究素夯 土墙 抗震性 能提供 了参考 依据. 】 为 NS
中 图分 类 号 : U3 1 T 6 文献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :1 0 — 8 9 2 0 ) 4 0 9 — 7 002 3 (0 80 —4 20
Ra m e e r h W a lNu e i a o la l u a i n m d— a t I m r c lM de nd Ca c l to
第 2 卷 第 4期 5
20 0 8年 1 1月
新疆大学学报( 自然 科 学 版 )
J u n l fXij n iest ( t r l ce c dto o r a o ni gUn v riy Na ua in e E i n) a S i
Vo . 5,No 4 12 .
能否 得到广 泛应用 的关 键。 于各类 夯 土结构 的抗震性 能 国内外 已经进行 了一定 的 试验研究 [3 目前 主 对 2j _, 要依 赖结 构试 验来分 析其受 力特 性 , 括抗 侧性 能 和抗侧 刚度 的分 析. 试验 由于 条件 和试验 件数 的限 包 而 制是 不 可能全 面 反映墙 体 材料 、 高宽 比、 构造 形式 等诸 多 因索对 墙 体受 力特 性 的影 响. 文针对 素 夯 土 本
o i 5 i h o S l 4 n t e c mme ca i i lme t s fwa e ANS d r il f t ee n o t r n e YS O . Th r n t e p p r i o c o s r p r I .0 e wo k i h a e s t h o e p o e ee n n al r rt ra fo c mp rs n b t e a c l t n a d t s e u t n O l y t e f u d t n f r lme ta d f i e c i i r m o a i e we n c lu a i n e t r s l a d t a h o n a i o u e o o s o t e a a y i o es c b h vo fwo d n c l mn a d b a a o e wa l. h n lss n s imi e a i ro o e o u n e m— d b l s Ke r s a y wo d :r mme — a t l;ANS d e rh wal YS;c n tt t e mo e ;f i r rt ra fn t lme t o siu i d l a l e c i i ;i ie ee n v u e