基于混凝土损伤塑性模型的弯曲损伤RC/PC桥梁动力学特性研究

基于混凝土损伤塑性模型,通过数值模拟研究了带有弯曲损伤的RC/PC桥梁动力学特性的退化情况.首先,提出了适用于RC/PC桥梁非线性振动分析的数值模型构建方法.其次,通过RC简支梁受弯破坏试验,将试验结果与数值模拟结果进行比较,验证了数值模型的准确性.最后,基于厦门快速公交系统中某一联三跨PC连续梁桥建立了三维有限元模型,研究其在不同弯曲损伤程度下前三阶频率和振型的变化情况.结果表明,带有弯曲损伤的RC/PC桥梁的动力学特性会随着损伤程度的增加而呈现不同程度的改变.带有混凝土裂缝的桥梁的微幅振动仍然是线性的,然而随着振幅的增大频率开始降低,使振动呈现出非线性.此外,当裂缝闭合时,前三阶自振频率与振型变化不明显,难以用于识别弯曲损伤;当裂缝张开时,前三阶自振频率与振型出现明显变化,可作为损伤检测指标来识别损伤.

ABAQUS混凝土损伤塑性模型的静力性能分析

为评估ABAQUS有限元软件中混凝土损伤塑性模型分析混凝土材料和构件静力性能的能力,用该模型对混凝土材料单轴、双轴应力状态下力学性能以及构件的抗弯、抗剪性能进行模拟,并与试验结果进行对比分析。结果表明,混凝土损伤塑性模型可以较为精确地模拟单轴受压、单轴受拉、双轴受压以及双轴受拉状态下混凝土材料的力学性能,能较好地反映双轴应力状态下的材料破坏包络线,也能较好地预测钢筋混凝土构件的抗弯和抗剪性能及其破坏特征,但不能很好地描述双轴拉压应力状态下混凝土材料的力学性能,也不能反映材料的体积应变发展变化规律。

ABAQUS混凝土损伤塑性模型的动力性能分析

地震作用在混凝土结构上会在其材料中产生较高的应变率,混凝土材料具有一定的率敏感性,准确模拟混凝土结构在地震作用下的反应需采用混凝土动态本构模型。为评估ABAQUS有限元软件中的混凝土损伤塑性模型模拟混凝土动力性能的能力,采用该模型对混凝土材料和构件在不同加载速度下的动态反应进行了有限元数值分析。结果表明,随着加载速度的提高,混凝土的抗压强度提高,下降段坡度增大,混凝土梁的承载能力提高,模拟结果与相关试验结果吻合较好;该混凝土损伤塑性模型可以模拟混凝土材料和构件的主要动力特性,但也存在不足之处。

基于损伤塑性理论的隧道衬砌结构开裂破坏的数值分析

基于混凝土材料的损伤塑性理论,建立了公路隧道结构的非线性模型,并利用大型工程模拟的有限元软件ABAQUS对所建立的模型进行计算分析,较真实地揭示了运营公路隧道衬砌结构开裂破坏的机理,得到了在山体塌陷、围岩偏压作用下隧道衬砌结构损伤值、应力的分布特性和规律.

混凝土损伤塑性模型的参数分析

阐述了ABAQUS中混凝土损伤塑性模型材料参数的设定方法和取值要求,分析讨论了膨胀角、粘性系数等一些重要参数的定义和计算方法。通过对钢筋混凝土单层单跨框架进行有限元分析,与试验结果进行对比,验证了ABAQUS中混凝土损伤塑性模型在实际应用中的可靠性,并进一步分析了各参数设置对计算结果的影响。

混凝土损伤塑性模型应用研究

通过对一钢筋混凝土简支梁的有限元分析,探讨了损伤塑性模型在混凝土非线性分析中的应用方法、技巧及应注意的问题,并采用参数分析,研究了混凝土膨胀角、受拉硬化、受拉损伤变量等参数对计算结果的影响,为进一步将该模型应用于钢筋混凝土结构精细非线性有限元分析提供了参考。

基于损伤塑性模型的砌体墙体非线性有限元分析

为了研究砌体墙体用钢结构加固后的力学性能,需要提供较准确的砌体墙体非线性计算,考虑到砌体与混凝土的材料性质具有相似性,将混凝土损伤塑性模型经修正后应用于砌体数值模拟,实现对砌体墙体的非线性有限元分析。通过与水平加载试验结果对比,验证了有限元模型的正确性。探讨了损伤塑性模型中的粘性系数、膨胀角、砌体本构关系中的初始弹性模量、受拉应力应变关系对计算结果的影响。结果表明:粘性系数和膨胀角对抗剪承载力、峰值位移及下降段性能均有较大影响,而对初始刚度影响很小;随着初始弹性模量的增大,砌体墙体抗剪承载力随之提高,但峰值位移无明显变化;受拉应力应变方程中待定系数的取值,对抗剪承载力及峰值位移影响较大。

基于混凝土损伤塑性模型的桥墩地震响应分析

为确保桥梁结构在强震作用下的安全,对钢筋混凝土桥墩进行了地震响应分析。基于损伤因子建立混凝土损伤塑性模型,考虑混凝土材料在动力荷载作用下的损伤演化,并利用损伤塑性模型对钢筋混凝土桥墩进行地震响应分析,同时分析了损伤塑性模型中膨胀角等参数对桥墩地震响应的影响。分析表明:混凝土损伤塑性模型能够较好地模拟混凝土构件在动力荷载作用下的损伤发展,所以在钢筋混凝土桥墩动力分析中应采用损伤塑性模型描述混凝土材料力学性能。

一个新的钢筋混凝土损伤塑性模型

为了准确、高效地对拆除爆破工程进行数值模拟,考虑钢筋混凝土受拉刚化效应以及配筋率对受拉刚化效应的影响和受压箍筋约束效应,采用组合模量的方法给出了一个简化的钢筋混凝土本构关系,在LS-DYNA有限元软件中的混凝土损伤塑性模型的基础上,通过参数修改建立新的钢筋混凝土损伤塑性模型模拟来钢筋混凝土。在实验验证的基础上,采用钢筋混凝土损伤塑性等效模型对一双切口钢筋混凝土烟囱延时爆破拆除效果进行数值模拟,数值模拟结果表明该模型可以准确反映烟囱倒塌破坏及运动过程。

基于损伤塑性本构模型的上承式梁拱组合刚构梁拱交汇节点极限承载力研究

针对大跨径上承式梁拱组合刚构梁拱交汇节点受力复杂的问题,笔者利用基于Abaqus损伤塑性本构模型展开预应力钢筋混凝土材料非线性分析的方法,对上承式梁拱组合刚构进行了梁拱交汇节点极限承载能力的研究。研究结果表明:18个不利荷载工况中梁拱交汇节点处,上弦梁最大正弯矩组合是最不利且起控制作用的荷载工况,最不利荷载工况下梁拱组合节点极限承载因子为2.012,极限承载因子大于1.4,并有一定的安全储备;梁拱交汇节点的破坏路径为:从上弦梁底板混凝土受拉破坏开始,随着荷载的增大破坏面逐渐扩展至上弦腹板,最终上弦梁结构被拉溃;提出一种基于Von-Mises应力相似追踪的方法,可以有效的模拟实体单元力学边界条件;给出了判断节点内力平衡的计算公式,提出内力平衡影响因子η,并通过数据对比给出了影响因子相应的阈值范围,定量的解释了局部杆系模型与整体模型的内力状态无法相同的原因。

混凝土损伤塑性模型参数计算方法及试验验证

基于已有混凝土损伤塑性(CDP)模型及其相关参数计算方法,建议一种确定CDP模型损伤因子的单轴应力-应变曲线,并推导对应的损伤因子计算公式。采用该建议公式和ABAQUS有限元软件对2根钢筋混凝土试验梁进行分析,并将分析结果与试验值进行对比,结果表明:计算值和试验值符合较好,验证了CDP模型用于混凝土结构非线性分析的适用性及本文建议公式的合理性,为相关学者进行混凝土非线性分析时提供参考。

基于损伤塑性本构模型的混凝土拉伸裂纹扩展数值模拟

基于ABAQUS损伤塑性本构模型,采用粘塑性归一化方法和控制位移增量法,对三维混凝土模型在竖向拉伸应变分别为7×10-5、8×10-5和10-4三种情况下的损伤与断裂过程进行数值模拟。结果表明,基于ABAQUS的损伤塑性本构模型能较好地模拟混凝土试件在不同拉伸应变下裂纹萌生、扩展到宏观裂纹形成的破坏过程,且与物理试验结果基本吻合。

基于混凝土损伤塑性模型的软基上船闸闸室设计

利用有限元计算软件ABAQUS,考虑混凝土的塑性变化,以某软基上的船闸闸室为基本计算结构,分析了不同工况下弹性模型和弹塑性模型的应力应变分布规律。通过对比可以发现,弹塑性模型得出的结果更符合实际受力情况,可为设计人员配筋设计提供参考。

考虑混凝土损伤塑性的CFST柱轴压力学性能数值模拟

目的将混凝土损伤塑性模型应用于钢管混凝土柱弹塑性全过程受力分析,验证模型的可行性.方法在总结相关文献的基础上,选取钢材和混凝土的本构关系模型,定义混凝土损伤塑性因子,以及混凝土压缩复原和拉伸恢复系数,对方钢管混凝土短柱进行有限元模拟,并与试验结果进行对比.结果考虑混凝土损伤塑性模型的极限承载力数值模拟结果与试验结果更接近,荷载-平均纵向应变数值模拟曲线与试验曲线吻合更好,柱中部破坏面的混凝土应力分布更均匀.说明在钢管混凝土结构有限元模拟中考虑混凝土损伤塑性是提高其分析精度的重要保证.结论数值模拟结果与试验结果一致性较好,说明有限元模型和相关参数设置是合理的.

混凝土损伤塑性模型在软基上船闸设计中的应用

利用有限元计算软件ABAQUS,以某软基上的船闸闸首为基本计算结构,建立了闸首-地基三维有限元模型,分析了在同一工况下弹性模型和弹塑性模型的应力分布规律,求出了配筋模型中钢筋的拉应力,并根据计算结果及相关公式对配筋效果进行了检验。检验结果显示,配筋设计符合安全要求。

反复加载作用下混凝土损伤塑性模型参数验证

主要研究反复加载作用下混凝土梁柱构件模型有限元参数的验证,Abaqus中通常采用混凝土损伤塑性模型(CDP模型)来定义混凝土本构关系,这是因为,损伤塑性模型在模拟混凝土构件的力学性能方面有很高的精度。而影响损伤塑性模型精度的六个参数包括:受压屈服应力、非弹性应变、受压损伤参数、受拉屈服应力、开裂应变、受拉损伤参数。原本需要混凝土材料试验得到以上六种参数,通过Abaqus中损伤塑性模型理论和规范中混凝土本构模型,在编程软件Matlab的帮助下,得到了C40混凝土的损伤塑性模型参数,节省了大量的时间和成本。在此基础上对梁柱节点试验进行精确化的建模,与试验结果相比,模拟结果有较高的精确度,误差在可接受范围以内。进而可得出,得到的混凝土损伤塑性模型的6个参数是准确的。

ABAQUS中弥散裂缝模型与损伤塑性模型的比较

对ABAQUS中常用的两种混凝土本构模型进行了阐述,对其特点进行了总结,并通过McNeice板算例的模拟分析对两种本构模型的模拟结果进行了比较,验证了这两种模型用于模拟钢筋混凝土结构时的准确性。

混凝土损伤塑性模型的楔入劈拉数值模拟

为了评估ABAQUS中混凝土损伤塑性模型分析混凝土材料和构件静力性能的能力,先介绍了损伤塑性模型的理论基础,然后用该模型对楔入劈拉试验进行有限元分析,并与试验结果进行对比,探讨了混凝土损伤塑性模型在混凝土非线性分析中的具体应用价值以及关键参数的取值,为该模型的进一步推广以及改进提供了参考。

利用混凝土损伤塑性模型评价CRCP+AC复合式路面的损伤演变

在连续配筋混凝土复合式路面(CRCP+AC)的研究中,CRCP面板的裂缝形态和分布模式是影响今后路面使用性能和生命周期的重要因素。研究采用ABAQUS有限元程序中的混凝土损伤塑性模型(CDP)表征CRCP面板的力学特性,结合三维瞬态热传导分析的温度场数据,分析了变温条件下的结构损伤情况;并进一步分析复合式路面在温度变化和交通荷载耦合作用下,CRCP面板损伤的演化规律以及裂缝张开闭合的行为特征。研究认为沥青面层的作用不仅仅局限在功能性方面,它可以明显改善CRCP面板的受力状况;复合式路面设计中应根据CRCP面板的温缩性能和损伤性能综合考虑沥青面层的合理厚度。

损伤塑性模型的耦合关系

由于ABAQUS软件的强大分析能力和模拟复杂问题的可靠性,已经在土木领域中得到广泛应用。分析了软件中能有效模拟混凝土非线性行为的损伤塑性模型(CDP)的耦合关系,并总结比较两种模型理论中损伤的物理意义。