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单元solid65 第十一次讨论 单元形状 单元描述 SOLID65适用于带钢筋或不带钢筋的三维实体模型。单元具有受拉开裂和受压压碎的性能。在混凝土使用中，单元的实体部分可以用于模拟混凝土而钢筋部分用于模拟钢筋。该单元也可用于其它混合物，如玻璃纤维和岩石。单元有8个节点，每个节点有三个自由度UX，UY，UZ。该单元最重要的性质是对非线性材料的处理方法。混凝土具有开裂（沿三个正交方向）、压碎、塑性变形和蠕变性能。钢筋仅能承受拉力和压力，但不能承受剪力，具有塑性变形和蠕变性能 Solid65理论基础（1） Solid65理论基础（2） Solid65理论基础（3） Solid65理论基础（4） Solid65理论基础（5） Solid65理论基础（6） 输入数据（1） 输入数据（2） 输入数据（3） 单元常数（1） 单元常数（2） C3或C4=-1，表示不考虑拉裂或压碎 ； 如果前C1-C4输入而C5-C8不输入，则C5-C8采用默认值(默认值只适用于低净水压力)； 3、C5-C8必须同时输入； 4、C3、C4、C5、C7、C8为混凝土破坏准则的五个参数（W-W五参数破坏准则）。 5、C9默认为0.6。 单元常数（3） 单元常数（4） 单元常数（5） William-Warnke五参数破坏准则 William-Warnke五参数准则具有椭圆型偏截面和抛物线型子午线。这个模型对于所有的应力组合符合关于圆滑、外凸和对称特征要求，但子午线外凸的要求导致对高静水压力应力破坏的预示，这与实验迹象相矛盾。 W-W W-W W-W 本构关系 混凝土初始刚度矩阵 Solid65所用的本构关系 本构关系参数输入 等向强化示意图 假设与限制 裂缝可以在积分点的三个正交方向产生；当裂缝发生时，把裂缝处理为分布型而不是分离型；混凝土材料是初始各向同性的；带筋单元中的钢筋假设为分布型；在单元发生塑性变形时，通常应用D-P破坏面，塑性性质发生在开裂和压碎前。 假设与限制 单元是非线性的，要求迭代解。如果同时使用拉裂和压碎，则必须缓慢加载以避免混凝土在正确的荷载通过闭合裂缝传递前出现可能的虚假压碎。由于泊松效应，过多的裂缝应变与正交的未裂缝方向耦合起来机会发生这种情况。在那些已经压碎的积分点，输出的塑性和蠕变应变来自前一个收敛的子步。当混凝土开裂时，弹性应变的输出包括开裂应变。开裂或压碎单元丧失的剪力抵抗能力不能传递给没有抗剪能力的钢筋。 假设与限制 当开裂或压碎非线性被利用时，不推荐使用以下操作： 应力强化效应； 大变形和大应变。尤其在大转动比较明显时，结果将不会收敛或不正确。 补充：带筋单元的定义方法（混凝土开裂） /title, fixed - fixed concrete beam example /prep7 et,1,65 mp,ex,1,3e7 ! 钢筋 (units are pounds, inches) mp,ex,2,1e6 ! 混凝土 mp,dens,2,.00025 ！密度 mp,prxy,1,0.33 mp,prxy,2,0.2 tb,concr,2 tbdata,1,.3,.5,200,4000 ! shear coeffs, tensile and compress strength r,1,1,.03,0,0 ! mat 1 (steel), 3 percent reinforcement in x dir r,2,1,.01,0,0 ! mat 1 (steel), 1 percent r,3,1,.04,0,0 ! mat 1 (steel), 4 percent 参考文献 ANSYS element reference (SOLID65); ANSYS, inc. Theory reference (concrete , element library); 土木工程材料的本构方程（第一卷 弹性与建模、第二卷 塑性与建模）.陈惠发 清华大学精品课程-SOLID65. 江见鲸，陆新征 现代钢筋混凝土基本理论，周氐、康清梁、童保全 * * EX, ALPX, PRXY or NUXY, DENS, (for concrete) EX, ALPX, DENS (for each rebar) 材料性质 MAT1, VR1, THETA1, PHI1, MAT2, VR2, THETA2, PHI2, MAT3, VR3, THETA3, PHI3 (for 3 rebars) 实常数 UX，UY，UZ 自由度 I，J，K，L，M，N，O，P 节点 BEAM3 单元名称 塑性、蠕变、裂缝、压碎、大变形、大应变、应力强化、单元生死和自适应下降 特性 Temper