混凝土塑性损伤模型表格解读by自习菌
混凝土静动弹塑性损伤模型及在大坝分析中的应用共3篇
混凝土静动弹塑性损伤模型及在大坝分析中的应用共3篇混凝土静动弹塑性损伤模型及在大坝分析中的应用1混凝土材料是目前世界上应用最广泛的工程材料之一，常被用于建筑、桥梁、隧道、坝体、水利设施等重要工程中。
在大坝领域中，混凝土是大坝基础和主体结构的主要材料。
因此，混凝土的性质和性能对大坝的安全和稳定性具有至关重要的影响。
为了提高混凝土结构的耐久性、抗震性、抗风性能等，需要先了解混凝土材料的静动弹塑性损伤模型。
混凝土的静动弹塑性损伤模型是研究混凝土的物理性能、力学性能及受力特性的基础；它可以模拟混凝土在不同载荷状态下的变形和破坏过程，并分析混凝土受力后的力学特性。
一般而言，混凝土材料力学行为具有非线性、各向同性和单向松弛等特性。
因此，混凝土的静动弹塑性损伤模型应该考虑这些特性，包括弹性模量、泊松比、混凝土强度等参数，以及混凝土的动态强度变化等因素。
在大坝领域中，混凝土的静动弹塑性损伤模型应用广泛。
大坝结构承受巨大的水压力和地震力，混凝土在受力下会发生变形和破坏，甚至会引起坝体的塌陷和溃坝事故。
因此，为了保障大坝的安全和稳定性，需要在大坝建设过程中对混凝土的静动弹塑性损伤模型进行详细研究和应用。
大坝工程中，混凝土的静动弹塑性损伤模型可以用于模拟混凝土材料受力后的变形和损伤，预测混凝土结构的破坏点、残余强度和疲劳寿命，分析混凝土受水压力和地震力等外界因素的影响，为大坝的设计、施工和维护提供参考依据。
例如，在水电站大坝设计中，通常采用混凝土的静动弹塑性损伤模型进行分析，以确定大坝的结构类型、材料特性、结构参数等，以及设计水库的水位、底板的厚度和坝体的高度等。
在大坝的施工过程中，混凝土的静动弹塑性损伤模型可以用于进行质量监测和预警，及时发现混凝土结构的变形和损伤情况，预测混凝土的受力状况和疲劳状态，以确保大坝的稳定和安全。
在大坝的维护和修复中，混凝土的静动弹塑性损伤模型可以使用，对大坝进行评估和维护，以延长大坝的使用寿命。
混凝土的一种标量损伤弹塑性本构模型
σ εe ij ij
=
5Ψ 5εeij
=
1-
d
ε C : 0
e
ij kl kl
(6)
第 2 期
邵长江 ,等 : 混凝土的一种标量损伤弹塑性本构模型
299
及耗散不等式 :
Ψ0 εij ,εipj
·
d
≥0
(7)
可见
,
·
ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数验证
第38卷第8期建 筑 结 构2008年8月ABAQUS 混凝土损伤塑性模型参数验证张 劲1 王庆扬1,2 胡守营1 王传甲2(1中国石油大学 北京102249;2中国电子工程设计院深圳市电子院设计有限公司 深圳581031)[摘要] 为了统一ABAQUS 混凝土损伤塑性模型与规范提供的混凝土本构模型,在规范提供的混凝土本构关系的基础上引入损伤因子的概念,对混凝土损伤塑性模型本构关系参数的确定方法进行了研究。
用各等级混凝土本构关系参数模拟结果与规范曲线的对比,验证CDP 模型参数的正确性;用一混凝土剪力墙试验的模拟分析,验证本构关系参数用于结构分析情况下的可靠性。
两种验证结果证明,给出的CDP 模型参数确定方法是正确的,用该方法确定的参数进行结构模拟分析所得结果是可靠的,并指出了CDP 模型的不足。
[关键词] ABAQUS ;混凝土损伤塑性模型;剪力墙试验Parameters Verification of Concrete Damaged Plastic Model of ABAQUS Zhang Jin 1,Wang Qingyang 1,2,Hu Shouying 1,Wang Chuanjia2(1China Univ .of Petroleu m ,Beijing 102249,China ;2Shenzhen Electronics Design Inst .Co .,Ltd .,Shenzhen 518031,China )A bstract :To uniform the concrete damaged plastic model provided by ABAQUS and the concrete constitutive relatiouships provided by the code for concrete structure design ,the damaged factors was introduced into the constitutive relationship provided by criterion ,and then the method used to determine the parameters of CDP model was studied .To verify the correctness of the parameters of CDP model ,the method of contrastin g the results extracted from simulation and the criterion curves is used ;and to verify the reliability applied to structure s imulation ,the method of contrasting s imulation results and experimental results is chosen .It is approved that the determined method of CDP model parameters is correct and the simulation results of structures using the parameters determined by the method is reliable .The shortage of CDP model was ind icated .Keywords :ABAQUS ;concrete damaged plastic model ;s hear wall test作者简介:张劲(1963-),男,副教授。
ABAQUS_混凝土损伤塑性模型_损伤因子
ABAQUS_混凝⼟损伤塑性模型_损伤因⼦混凝⼟损伤因⼦的定义BY lizhenxian271 损伤因⼦的定义损伤理论最早是1958年Kachanov提出来⽤于研究⾦属徐变的。
所谓损伤，是指在各种加载条件下，材料内凝聚⼒的进展性减弱，并导致体积单元破坏的现象，是受载材料由于微缺陷(微裂纹和微孔洞)的产⽣和发展⽽引起的逐步劣化。
损伤⼀般被作为⼀种“劣化因素”⽽结合到弹性、塑性和粘塑性介质中去。
由于损伤的发展和材料结构的某种不可逆变化，因⽽不同的学者采⽤了不同的损伤定义。
⼀般来说，按使⽤的基准可将损伤分为:(1) 微观基准量1,空隙的数⽬、长度、⾯积、体积;2空隙的形状、排列、由取向所决定的有效⾯积。
(2) 宏观基准量1、弹性常数、屈服应⼒、拉伸强度、延伸率。
2、密度、电阻、超声波波速、声发射。
对于第⼀类基准量，不能直接与宏观⼒学量建⽴物性关系，所以⽤它来定义损伤变量的时候，需要对它做出⼀定的宏观尺度下的统计处理(如平均、求和等)。
对于第⼆类基准量，⼀般总是采⽤那些对损伤过程⽐较敏感，在实验室⾥易于测量的量，作为损伤变量的依据。
由于微裂纹和微孔洞的存在，微缺陷所导致的微应⼒集中以及缺陷的相互作⽤，有效承载⾯积由A减⼩为A’。
如假定这些微裂纹和微孔洞在空间各个⽅向均匀分布，A’与法向⽆关，这时可定义各向同性损伤变量D为D= ( A- A’ )/ A事实上，微缺陷的取向、分布及演化与受载⽅向密切相关，因此材料损伤实际上是各向异性的。
为描述损伤的各向异性，可采⽤张量形式来定义。
损伤表征了材损伤是⼀个⾮负的因⼦，同时由于这⼀⼒学性能的不可逆性，必然有0dDdt≥ 2有效应⼒定义Cauchy 有效应⼒张量'σ''//(1)A A D σσσ==-⼀般情况下，存在于物体内的损伤(微裂纹、空洞)是有⽅向性的。
当损伤变量与受⼒⾯法向相关时，是为各向异性损伤;当损伤变量与法向⽆关时，为各向异性损伤。
混凝土弹塑性损伤本构模型研究
混凝土弹塑性损伤本构模型研究一、概述混凝土作为一种广泛应用于土木工程领域的重要建筑材料，其力学行为的研究对于工程结构的设计、施工和维护至关重要。
弹塑性损伤本构模型作为描述混凝土材料在复杂应力状态下力学行为的重要工具，近年来受到了广泛关注。
该模型能够综合考虑混凝土的弹性、塑性变形以及损伤演化等多个方面，为工程结构的非线性分析和损伤评估提供了有效的理论支持。
本文旨在深入研究混凝土弹塑性损伤本构模型的理论框架、数值实现及其在工程中的应用。
我们将对混凝土弹塑性损伤本构模型的基本理论进行梳理，包括模型的建立、参数的确定以及损伤演化方程的推导等方面。
通过数值模拟和试验验证相结合的方法，对模型的准确性和适用性进行评估。
我们将探讨该模型在土木工程结构非线性分析、损伤评估以及加固修复等方面的实际应用，为工程实践提供有益的参考和指导。
通过本文的研究，我们期望能够为混凝土弹塑性损伤本构模型的理论发展和工程应用提供新的思路和方法，推动土木工程领域相关技术的创新和发展。
1. 研究背景：介绍混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，在土木工程中的重要性。
混凝土，作为土木工程领域中使用最广泛的建筑材料之一，其性能与行为对结构的整体安全性、经济性和耐久性具有至关重要的影响。
由于其独特的物理和力学性能，混凝土在桥梁、大坝、高层建筑、地下结构等各类土木工程设施中发挥着不可替代的作用。
随着工程技术的不断进步和建筑需求的日益增长，对混凝土材料性能的理解和应用要求也越来越高。
混凝土是一种非均质、多相复合材料，其力学行为表现出明显的弹塑性特性，并且在受力过程中可能产生损伤累积，进而影响其长期性能。
建立能够准确描述混凝土弹塑性损伤行为的本构模型，对于准确预测混凝土结构的受力性能、优化设计方案以及保障结构安全具有重要的理论和实际意义。
近年来，随着计算力学和材料科学的快速发展，对混凝土弹塑性损伤本构模型的研究已成为土木工程领域的研究热点之一。
通过对混凝土材料在复杂应力状态下的力学行为进行深入研究，建立更加精细和准确的本构模型，有助于提升对混凝土结构性能的认识，推动土木工程技术的进步与发展。
(仅供参考)Abaqus混凝土损伤塑性模型的参数标定
Abaqus 混凝土损伤塑性模型的参数标定1. 塑性参数（Plasticity ）1) 剪胀角（Dilation Angle ）= 30°2) 流动势偏移量（Eccentricity ）3) 双轴受压与单轴受压极限强度比= 1.164)不变量应力比 = 0.667 5) 粘滞系数（Visosity Parameter） = 0.00052. 受压本构关系应力-Yield Stress ：第一行应输入本构模型刚进入非弹性段非弹性应变为0时所对应的应力。
非弹性应变-Inelastic Strain （受拉时为开裂应变-Cracking Strain ）：根据应力按混凝土本构模型得出对应的应变值，并通过, 和 ，得出非弹性应变。
3. 受压损伤因子（Damage Parameter ）计算根据《Abaqus Analysis User's Manual (6.10)》 - 20.6.3 “Concrete damaged plasticity ”中公式：假设非弹性应变 in c ε中塑性应变 plc ε所占的比例为c β，通过转换可得损伤因子cd 的计算公式：() () 0011in c c in c c c c E E d βεσβε-=+-根据《ABAQUS 混凝土损伤塑性模型参数验证》规定，混凝土受压时c β的取值范围为0.35 ~ 0.7。
4. 受拉损伤因子（Damage Parameter ）计算受拉损伤因子的计算与受压损伤因子的计算方法基本相同，只需将对应受压变量更换为受拉即可：() () 0011int t in t t t t E E d βεσβε-=+- 而根据参考文献混凝土受拉时t β的取值范围为0.5 ~ 0.95。
5. 损伤恢复因子受拉损伤恢复因子（Tension Recovery ）：缺省值0t w =。
受压损伤恢复因子（Compression Recovery ）：缺省值1c w =。
混凝土弹塑性损伤本构模型参数及其工程应用
（ １ ． 中 国建 筑 股份 有 限 公 司 技 术 中心 ， 北京 １ ０ １ ３ ２ ０ ； ２ ． 同济 大 学 结 构 工 程 与 防 灾 研 究 所 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ）
摘
要 ：为 提 高 弹 塑 性 损 伤 本 构 模 型 的工 程 实用 性 ， 研 究 各 参 数 取 值 对 模 型损 伤 发 展 、 塑 性 发 展 及 材 料 应 力 应 变 关
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈｅ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｄ ａ ｍａ ｇｅ ｍｏ ｄｅ ｌ ｗａ ｓ ｓ ｔ ｕｄ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍｐｒ ｏ ｖｅ ｔ ｈｅ ｍｏｄ ｅ ｌ ’ Ｓ ｐｒ ａ ｃ ｔ ｉ — ｃ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｓ ｐｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ．Ｔｈｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｔ ｖａ ｒ ｉ ａ ｂｌ ｅ ｓ ｖ ａ ｌ ｕｅ ｓ ｏ ｎ ｍｏ ｄｅ ｌ ｄａ ｍａ ｇ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍｅ ｎ ｔ ，ｐｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ— ｍｅ ｎｔ ａ ｎ ｄ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ １ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ － ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｗａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄｉ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｆ ｕ ｎｃ ｔ ｉ ｏｎ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｓ ｈｉ ｐ ｗａ ｓ ｆ ｉ ｔ ｔ ｅ ｄ ｂｙ ｃ ｏ ｎｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎｇ ｔ ｈｅ ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ｏ ｎｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｃ ｏｍｍｏｎ ｉ ｎ ｄｉ ｃ ａ ｔ ｏｒ ｓ，ｉ ｎ ｃ ｌ ｕｄ ｉ ｎｇ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｍｏｄ ｕｌ ｕ ｓ。ｕ ｎｉ ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｃ ｏｍｐｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ
CDP模型使用说明(BYsusoo88)
近些年，似乎abaqus 混凝土损伤塑性模型在结构工程（钢结构方向、混凝土方向）研究生论文中的普及率非常非常高，都试图采用abaqus 来模拟钢材/混凝土材料的受力性能，但在数值计算的过程中混凝土的损伤塑性模型的参数设置成了过不去的瓶颈，我也是深有感触，特别是研二刚开始学abaqus 的时候，非常痛苦，问师兄们也是一知半解，下面我把书上和论文中及自己的一些理解简捷的将abaqus 一些关键的操作和理论，并做成文件方便大家使用。
损伤模型在使用中主要是下面的截面：材料行为主要是密度、弹性、混凝土损伤塑性三类。
密度其实个人认为并不重要应该对计算没有太影响，至于不输有没影响我还没试过。
弹性中杨氏模量E。
对后面的计算影响很大应该慎重选取，后面会将到的，这里先按下不表。
泊松比的取值我都是参考别人的论文或是清华大学一次研究生作业中建议选取0.2 或0.164 这个现在想想还确实有些不明朗，大家可以将其作为参变量改变试试对计算结果的影响到底有多大。
混凝土损伤塑性主要有混凝土压缩损伤和混凝土拉伸损伤：塑性膨胀角（剪胀角）对混凝土的受力表现非常明显，至少我的型钢混凝土受扭中是非常明显的，一般在刚开始试算时建议取30°等其他数值确定下来可以调整该值将其趋近于试验数据，有点造假的意思，不过没办法这些数据的取值本就没一个固定的取值。
偏心率、fbo/fc0、K 分别是偏心率/流动势偏移量、双轴抗压强度与单轴抗压极限强度之比、不变量应力比，具体的解释大家可以去参考a baqus 的说明书，这边就不一一介绍。
粘性参数的取值直接关系到模型计算的收敛性，一般都不设置成0，我个人建议取值0.0005 或者0.005 看模型收敛效果而定。
该参数的改变对计算结果影响不大，（我的模型至少是这c0 c c acdctd 样，其他模型还真没试过） 下面最为关键的是受压行为和受拉行为中两列数据取值：这部分的取值是直接来源于你的混凝土单轴应力-应变关系曲线，这部分数值决定你模型受 混凝土单轴受压应力-应变关系方程：令 x/ 0 ，y / 0，其中0 , 0 分别为曲线的峰值应力、应变当 x0.211 即0.4 f *y ( E / f * )x当 0.211x 1时yx (3 2)x 2(2)x 3a a a其中：2.4 0.0125 f *当 x1 时yx(x 1)2 x其中：0.157 f *0.7850.905y=cfc1y=a x+(3-2a )x 2+(a -2)x 3y=cf t10.4xy=d (x-1)2+xy=(E 0c/f c )xy=x t (x-1)1.7+x1x=cy1x=ty图 1 混凝土受应力-应变关系图 2 混凝土受压拉应力-应变关系混凝土单轴受拉应力-应变关系方程： 当 x1时y 1.2x 0.2x 6当 x1 时yx( x 1)1.7 x其中： 0.312 f 2 ，f 为混凝土单轴抗拉强度。
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ABAQUS塑性损伤模型计算表格解读by自习菌（wx公众号）
受压本构：
fc,r：砼单轴抗压强度标准值，可根据需要取多种值，此处取fck轴心抗压强度标准值
fck：C30,20.1MPa;C35,23.4;C40,26.8;C45,29.6;C50,32.4;C55,35.5;C60,38.5
εcr：与单轴抗压强度fc,r相应的峰值压应变，规范附录公式
αc：单轴受压应力-应变曲线下降段的形状参数，规范附录公式
εcu：应力-应变曲线下降段0.5 fc,r对应的压应变
εcu/εcr：规范附录公式
可适当修正抗压强度代表值fcr，峰值压应变εcr，以及曲线形状参数αc，砼规C.2.4附录。
Ec：弹性模量，只是辅助计算的一个临时取值。
C30,3e4MPa;C40,3.25e4;C50,3.45e4
ρc：规范公式
n：规范公式
x：穷举数列，按规范公式与ε、εcr相关
dc：单轴受压损伤演化参数，以x=1为界限，规范为分段公式
ε：由x计算出，规范公式
σ：规范公式
σ修正：在应力-应变曲线上选定弹性阶段与弹塑性阶段的分界点，按Susoo88取0.4 fc,r，
或取1/3~1/2 fc,r，可见这也是一个可调整的值。
通过这个选定的点的应力应变，计算弹性阶段的斜率，即E0弹性模量，这个弹性模量就是所采用本构的弹性模量，用E0和ε再重新反算弹性阶段的σ，即得“σ修正”。
对于C30砼，fc,r 取fck=20.1MPa，0.4*20.1=8.04MPa，在表格中插入一行，定义一个ε值，使σ无限逼近8.04（此时尚需重新定义表格这一行x列公式，使之由ε列导出）。
根据这个应力应变值，求出E0，再由E0修正弹性阶段的应力值（即插入行之上的部分）。
【Susoo88：受压曲线与受拉曲线弹性临界点不一样，会产生两个弹性模量，需要在输入时选较大值，不然在后面导算等效塑性应变时会出错…】
σtrue，εtrue：之前得到的应力应变是“名义”应力应变，需要在此转换成真实应力应变。
表格中的红色部分为abaqus中的输入数据。
屈服应力，采用真实应力
非弹性应变，公式见表格及Susoo88，第一行要手动取0，否则软件报错
bc、塑性应变、损伤因子，公式见表格及Susoo88文章
最后一列的塑性应变检查，塑性应变值应随着非弹性应变的增加而增大，且不为负值，否则软件报错。
表格中Subopions是啥？
受拉本构：
按规范公式，受拉应力应变曲线在从0到ftr并非线性变化，Susoo88文章有误。
但表格中E0的计算却也认为是线性变化，与规范不一致？
是否也应仿照受压本构选取一个点指定为弹性阶段的临界点？
ρt通过Ec定义，为什么不直接用E0定义？
此处E0是否应按Susoo88所说跟受压时的E0取大值？
按照受拉时E0的计算方法，临界点即取为峰值点，故由此计算的弹性模量几乎恒小于受压时的E0。
据此，受拉本构在abaqus中只用输入峰值之后的下降段。
表格中的红色部分为abaqus中的输入数据。
开裂应变，定义方式同“非弹性应变”。
bt、塑性应变、损伤因子，公式见表格及Susoo88文章
最后一列的塑性应变检查，塑性应变值应随着非弹性应变的增加而增大，且不为负值，否则软件报错。
by自习菌。