ANSYS里面有没有专门针对混凝土的材料模型

savagebob

solid 65

sh_lin30

John_Cook模型
不过,推荐用HJC

luzhuang79

如果是研究混凝土的断裂请问用什么模型呢，我用的95单元，但是加了dp材料模型以后很小的力就不收敛了，不知道什么原因！

luzhuang79

The Concrete Damage model
is used to analyze buried steel reinforced concrete subject to impact loadings. This model requires constants for the concrete and reinforced materials, and also requires tabulated equation of state constants.

雨人

SOLID65单元用于含钢筋或不含钢筋的三维实体模型。该实体模型可具有

拉裂与压碎的性能。在混凝土的应用方面，如用单元的实体性能来模拟混凝

土，而用加筋性能来模拟钢筋的作用。当然该单元也可用于其它方面，如加筋

复合材料（如玻璃纤维）及地质材料（如岩石）。该单元具有八个节点，每个

节点有三个自由度，即x,y,z三个方向的线位移；还可对三个方向的含筋情况进

行定义。

      本单元与SOLID45单元（三维结构实体单元）的相似，只是增加了描述开

裂与压碎的性能。本单元最重要的方面在于其对材料非线性的处理。其可模拟

混凝土的开裂（三个正交方向）、压碎、塑性变形及徐变，还可模拟钢筋的拉

伸、压缩、塑性变形及蠕变，但不能模拟钢筋的剪切性能。有关SOLID65单元

的更细节的描述请参见《ANSYS理论手册》。

      混凝土的断裂也该用此模型，而不是SOLID95。

savagebob

呵呵~~~雨人师姐终于来了：）

我想问问各位当SOLID65模拟岩石的时候，承受压力压碎的情况。
更具岩石的三向压应力状态下，实验和现实得出都是剪切力到达极限时，使岩石压碎。我想知道我该怎么来做这个后处理呢？
是选出剪切力大于极限的单元然后杀掉来模拟压碎情况，还是那个FC命令，还是什么都不管即不用生死单元，也不用fc？。
fc命令我还没用过，它是一个前后处理的命令，我看书上说是做复合材料用到。我觉得既然它是一个定义材料失效准则的命令，应该不局限于复合材料。abaqus做这种材料的去除就是定义一个材料失效准则，然后程序自动去除材料。

雨人

从单元状态看压碎情况；

压碎后材料性能用

TB，CONCR

TBDATA，

定义（详见ANSYS中例题VM146）

FC是用于复合材料的，这里可能用不上。

savagebob

看单元状态用ETABLE定义STATUS，谢谢雨人JJ
岩石模型应该不用CONCR吧，我用的dp，不知道用concr可以不？，concr模型后处理有个选项（plot--crack--crush）可以自动看单元是否压碎，以小圆圈表示concr开裂，小八角表示塌陷。这个应该不适合dp模型吧？

savagebob

是我理解错了吧，岩石是不是也可以用concr，
dp不过是一个理想的弹塑性模型~~它是一个本构关系。定义岩石还是可以像雨人说的那样
TB，CONCR

TBDATA，
对不对？我在这里面绕来绕去好困惑啊，
大家指导下哈~~

savagebob

我转贴个一个大虾对混泥土的心得：）
仔细看看，很有收获啊。

二、关于本构关系
混凝土的本构关系可以分为线弹性、非线性弹性、弹塑性及其它力学理论等四类，其中研究最多的是非线性弹性和弹塑性本构关系，其中不乏实用者。
混凝土破坏准则从单参数到五参数模型达数十个模型，或借用古典强度理论或基于试验结果等，各个破坏准则的表达方式和繁简程度各异，
适用范围和计算精度差别也比较大，给使用带来了一定的困难。
就ANSYS而言，其问题比较复杂些。
1 ANSYS混凝土的破坏准则与屈服准则是如何定义的？
采用tb,concr,matnum则定义了W-W破坏准则(failure criterion)，而非屈服准则(yield criterion)。W-W破坏准则是用于检查混凝土开裂和压碎用的，
而混凝土的塑性可以另外考虑（当然是在开裂和压碎之前）。理论上破坏准则(failure criterion)和屈服准则(yield criterion)是不同的，
例如在高静水压力下会发生相当的塑性变形，表现为屈服，但没有破坏。而工程上又常将二者等同，其原因是工程结构不容许有很大的塑性变形，
且混凝土等材料的屈服点不够明确，但破坏点非常明确。
定义tb,concr matnum后仅仅是定义了混凝土的破坏准则和缺省的本构关系，即W—W破坏准则、混凝土开裂和压碎前均为线性的应力应变关系，
而开裂和压碎后采用其给出的本构关系。但屈服准则尚可另外定义(随材料的应力应变关系，如tb,MKIN,则定义的屈服准则是Von Mises,流动法则、硬化法则也就确定了)。
2 定义tb,concr后可否定义其它的应力应变关系
当然是可以的，并且只有在定义tb,concr后，有些问题才好解决。例如可以定义tb,miso,输入混凝土的应力应变关系曲线(多折线实现)，这样也就将屈服准则、流动法则、硬化法则等确定了。
这里可能存在一点疑问，即ANSYS中的应力应变关系是拉压相等的，而混凝土材料显然不是这样的。是的，因为混凝土受拉段非常短，认为拉压相同影响很小，
且由于定义的tb,concr中确定了开裂强度，所以尽管定义的是一条大曲线，但应用于受拉部分的很小。

三、具体的系数及公式
1 定义tb,concr时候的两个系数如何确定？
一般的参考书中，其值建议先取为0.3~0.5(江见鲸)，原话是“在没有更仔细的数据时，不妨先取0.3~0.5进行计算”，足见此0.3~0.5值的可用程度。根据我的经验和理由，
建议此值取大些，即开裂的剪力传递系数取0.5,（定要>0.2）闭合的剪力传递系数取1.0。支持此说法的还有现行铁路桥规的抗剪计算理论，以及原公路桥规的容许应力法的抗计剪计算。
2 定义混凝土的应力应变曲线
单向应力应变曲线很多，常用的可参考国标混凝土结构规范，其中给出的应力应变曲线是二次曲线＋直线的下降段，其参数的设置按规范确定即可。当然如有实测的应力应变曲线更好了。

四、关于收敛的问题
ANSYS混凝土计算收敛(数值)是比较困难的，主要影响因素是网格密度、子步数、收敛准则等，这里讨论如下。
1 网格密度：网格密度适当能够收敛。不是网格越密越好，当然太稀也不行，这仅仅是就收敛而言的，不考虑计算费用问题。但是究竟多少合适，没有找到规律，只能靠自己针对情况慢慢试算。
2 子步数：NSUBST的设置很重要，设置太大或太小都不能达到正常收敛。这点可以从收敛过程图看出，如果F范数曲线在[F]曲线上面走形的很长，可考虑增大nsubst。或者根据经验慢慢调正试算。
3 收敛精度：实际上收敛精度的调正并不能彻底解决收敛的问题，但可以放宽收敛条件以加速吧。一般不超过5%(缺省是0.5%)，且使用力收敛条件即可。
4 混凝土压碎的设置：不考虑压碎时，计算相对容易收敛；而考虑压碎则比较难收敛，即便是没有达到压碎应力时。如果是正常使用情况下的计算，建议关掉压碎选项；如果是极限计算，
建议使用concr＋MISO且关闭压碎检查；如果必设压碎检查，则要通过大量的试算（设置不同的网格密度、NSUBST）以达到目的，但也很困难。
5 其他选项：如线性搜索、预测等项也可以打开，以加速收敛，但不能根本解决问题。
6 计算结果：仅设置concr，不管是否设置压碎，其一般P-F曲线接近二折线；采用concr+miso则P-F曲线与二折线有差别，其曲线形状明显是曲线的。

zhangxc214

看得似懂非懂。~
学习了。

zhuzhijun0621

MISO和MKIN都可以，你可以参考下王新敏的专著《ANSYS工程结构数值分析》480页的描述。