我最近在用ANSYS模拟一个简单的梁,混凝土用SOLID65单元,钢筋用Link8单元(1),采用以下命令流定义:
  ......
et,1,65,,,,,2,,1
et,2,link8
mp,ex,1,2.134e4
mp,nuxy,1,0.2
TB,CONC,1
TBDATA,,0.3,0.5,2.45,24.5
mp,ex,2,1.914e5
mp,nuxy,2,0.3
TB,BISO,2,1,2,
TBTEMP,0
TBDATA,,662,0,,,,
R,1
R,2,2580/3
........

大致碰到以下几个问题:

(1):混凝土的几个参数,剪切缩减系数不知如何取值,系数对结果有何影响?

(2):混凝土采用以上定义方式是不是就可以了,需不需要定义屈服准则,以及输入
混凝土的应力应变曲线,如何输入?如以上定义可以,不知道ANSYS是如何定义混凝土的
特性的,因为我想混凝土种类很多,就用以上几个参数就可以定义吗?我心里没有谱;

(3):采用以上定义,我计算了一根梁,分为考虑混凝土压碎和不考虑混凝土压碎。考虑混凝土压碎时,得出的极限荷载比实际的要小,但混凝土的压应力不超过抗压强度;不考虑混凝土压碎,得到的极限荷载较为接近实际值,但混凝土的最大压应力远远大于其抗压强度;并且得不到开裂破碎图。我就不知道,如何得到极限荷载又可以得到开裂破碎图?

1):分析混凝土结构,选择合理的材料特性是建立模型的关键,所以有必要弄清混凝土的材料特性。混凝土是脆性材料,并具有不同的拉伸和压缩特性。典型混凝土的抗拉强度只有抗压强度的8%-15%。
在ANSYS中,对于混凝土单元,材料特性ANSYS要求输入以下数据(为了清楚起见,我将几个系数均译为了中文):弹性模量 、泊松比 、张开与闭合滑移面的剪切强度缩减系数 与 、抗拉与抗压强度 与 、极限双轴抗压强度 、周围静水应力状态 、静水应力状态下单轴与双轴压缩的极限抗压强度 与 、断裂发生时刚度乘子 。其中,1~6是必须输入的,7~11要么不输入,都采用默认值,如果输入其中一个,其他的都需要输入;另外, 与 在0~1之间取值,具体如何取值,是值得探讨的话题,但有一点是肯定的,不能将剪切缩减系数,取的太小,否则,就很难不收敛,据我体会,分析一个梁的极限荷载时,剪切缩减系数的取值影响也不是很大;
2):据我理解,如果定义:TB,concer,mat(mat是需要定义的材料号),则混凝土定义了破坏准则,没有定义屈服准则,主要是W-W模型。由于混凝土材料的复杂性(太随机了),很难得到一个完全适合混凝土的屈服的材料模型;
3):如果考虑混凝土的压碎破坏,有限元模型会较早失效,得不到真实极限荷载,建议在研究钢筋混凝土结构极限荷载时,关闭混凝土压碎能力;材料模型的选取对荷载变形曲线路径影响不大,即模拟曲线与真实曲线相对应部分吻合较好;不考虑混凝土的压碎破坏,并不意味着不考虑混凝土的抗压能力,相反,为了得到较准确的极限荷载,采用受压混凝土模型是必需的,也只有采用受压混凝土模型才能得到整个荷载变形曲线;