模拟粘结滑移一般可以采用非线性弹簧方法,将对应的钢筋节点与混凝土节点结合起来设置其不同方向的力位移关系,但此法仅对truss或beam单元合适,有时我们想建立实体的纤维/钢筋分析其在基体中的滑移乃至纤维于基体的界面接触力,这时就无法使用非线性弹簧的方法,cohesive即可派上用场。
cohesive有两种用法。一种是cohesive单元,即在纤维与基体之间加上一层零厚度或者有限厚度的单元作为界面,赋予cohesive单元的属性进行计算。虽然在abaqus2017版本中已经增加了在模型表面插入cohesive单元的功能,似乎建立cohesive单元已经不是件麻烦事,但生成的cohesive单元仍需和另一接触面(基体的或纤维的)tie起来,这对网格划分又提出了新要求,特别对于复杂形状的模型,划分的网格之间不匹配时tie约束也会对模型收敛造成挑战。这时,cohesive的另一种用法,cohesive contact即可派上用场,无需特意创建coehsive单元,只需在interaction中多一块设置即可实现cohesive单元的粘结效果。下面结合实际模型对其进行介绍。
上面是带肋钢筋纤维与基体的1/2模型,基体表面固定,钢筋通过右端参考点进行拉伸。
由于钢筋带肋,则基体对应部位有“凹坑”,所以整个模型的网格较为复杂,不适合cohesive单元的创建。这时便是cohesive contact起作用的时候。
cohesive contact设置方法并不麻烦,可视为contact设置的一个部分。
在general contact中
surf-1 surf-2为定义的发生接触的面。
这是在explicit中的定义方法,在standard中的方法有兴趣的可自行搜索。
完成其他常规设置后进行计算。
此为参考点的力位移曲线,出现典型的粘结滑移效果。
本例也可通过在纤维与基体之间加上一层cohesive单元的方法做,设置相同的参数最后计算的结果应为一致,有兴趣的可自行尝试。