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《装备制造技术》2009 年第6 期 ABAQUS 钢筋混凝土有限元分析 刘劲松，刘红军 （哈尔滨工业大学深圳研究生院，广东 深圳 518055） 摘要：介绍了混凝土损伤塑性模型的原理、钢筋和混凝土材料的塑性计算过程、混凝土损伤因子的定义及计算，通过对一根钢筋混凝 土悬臂梁进行了有限元分析，对比了理论计算和有限元计算的差异，探讨了粘性系数和混凝土损伤对计算结果的影响等问题，为进一 步利用ABAQUS对钢筋混凝土进行有限元分析提供了参考。 关键词：损伤塑性模型；有限元；损伤因子 中图分类号：TU31 文献标识码：A 文章编号：1672- 545X（2009）06- 0069- 02 钢筋混凝土材料，是一种非匀质的力学性能复杂的建筑 钢筋强化段，此时的斜率大致可取为第一段的 1/100[6]。 材料。随着计算机和有限元方法的发展，有限元法已经成为研 2.3 损伤的定义 究混凝土结构的一个重要的手段。由于数值计算具有快速、代 损伤是指在单调加载或重复加载下，材料性质所产生的一 价低和易于实现等诸多优点，这种分析方法已经广泛用于实 种劣化现象，损伤在宏观方面的表现就是（微）裂纹的产生。材 际工程中。然而，要在有限元软件中尽可能准确地模拟混凝土 料的损伤状态，可以用损伤因子来描述。根据前面确定的混凝 [7] 这种材料，是不容易的，国内外学者提出了基于各种理论的混 土非弹性阶段的应力- 应变关系,可求得损伤因子的数值 。 凝土本构模型。但是迄今为止，还没有一种理论被公认为可以 2.4 混凝土塑性数值的计算 [1] 完全描述混凝土的本构关系 。 混凝土在单向拉伸/ 压缩试验中得到的数据，通常是以 ABAQUS 是大型通用的有限元分析软件，其在非线性分 名义应变和名义应力表示的，为了准确地描述大变形过程中 析方面的巨大优势，获得了广大用户的认可，在结构分析领域 截面积的改变，需要使用真实应变和真实应力，可通过它们 [8] 的应用趋于广泛。本文把规范建议的混凝土本构关系，应用到 之间的换算公式计算 。真实应变是由塑性应变和弹性应变 损伤塑性模型，对一悬臂梁进行了精细的有限元建模计算和 两部分构成的。在ABAQUS 中定义塑性材料参数时，需要使 探讨。 用塑性应变。 1 混凝土损伤塑性模型 3 钢筋混凝土悬臂梁实例分析 ABAQUS 在钢筋混凝土分析上有很强的能力。它提供了 3.1 模型设计 三种混凝土本构模型：混凝土损伤塑性模型，混凝土弥散裂缝 该悬臂梁的具体情况如图 1 所示，梁截面尺寸为200 模型和ABAQUS/Expli