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ABAQUS 往复荷载作用下钢筋混凝土粘结滑移微观捏缩行为精细化模拟——SCI论文复现

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摘要

本文讨论了精细化有限元分析中钢筋与混凝土间粘结滑移行为的模拟方法。传统方法如非线性弹簧单元或连接器单元存在局限性,如无法模拟粘结滑移耗能或捏缩特性。为此,本文采用连接器单元并结合优化的粘结滑移本构,成功模拟了往复荷载下的钢筋混凝土粘结滑移行为,且模拟结果与试验数据一致,展示了粘结滑移的捏缩特性和下降段曲线。此外,该方法被应用于插件中,以快速模拟结构层次的粘结滑移行为。


正文

精细化有限元分析中,通常会考虑钢筋和混凝土间的粘结滑移行为。ABAQUS中常见的考虑粘结滑移方法是在钢筋与混凝土间插入非线性弹簧单元或连接器单元(即第一期教程提出的采用邻近点匹配算法建立钢筋与混凝土粘结滑移方法)。

这种方式建立的粘结滑移仍有以下两个问题值得讨论:

1、 输入的粘结滑移本构为钢筋从混凝土中单调拔出的粘结滑移曲线。对于非线性弹簧来说,输入的本构为“非线弹性”,即加卸载始终为唯一曲线,粘结滑移无法耗能。

2、 对于连接器单元来说,传统的弹塑性本构存在粘结滑移耗能,但曲线包围面积“很肥”,不能考虑逐渐的粘结滑移退化效果。  

已有试验证明,在往复加载中粘结滑移本构具有明显捏缩特性,即粘结滑移包络曲线的二、四象限面积远小于一、三象限面积,而这种精细化特性采用传统方法难以模拟。  

因此,本期教程以某篇SCI(JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING)中的粘结滑移往复曲线为例,不使用子程序,在采用连接器单元建立粘结滑移的基础上进一步优化粘结滑移本构,模拟往复荷载下的钢筋混凝土粘结滑移行为。
模拟结果表明:  

1、 模拟的粘结滑移曲线和试验一致,呈二、四象限面积远小于一、三象限面积的捏缩特性。  
2、 粘结滑移曲线下降段与试验吻合。
同时,本教程将该往复加载下粘结滑移方法应用于采用邻近点匹配算法建立连接器单元的插件中,以便快速用于结构层次的粘结滑移行为。

来源:会CAE的喵星人

Abaqus非线性试验
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-06-01
最近编辑:6月前
会CAE的喵星人
硕士 同济土木硕博团队,深耕ABAQUS
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