一起啃書(shū)/Solid65單元模型

鋼筋混凝土是目前應(yīng)用最為廣泛的建筑材料之一,由于混凝土本身具有開(kāi)裂、壓碎、塑性等諸多復(fù)雜力學(xué)行為,ANSYS為混凝土材料專(zhuān)門(mén)定義了一種三維實(shí)體單元:Solid65。它不但可以模擬混凝土材料特有的開(kāi)裂、壓碎等力學(xué)現(xiàn)象,而且預(yù)先設(shè)定混凝土的破壞準(zhǔn)則。
Soid65單元采用一般的8節(jié)點(diǎn)空間實(shí)體單元(無(wú)中節(jié)點(diǎn)),加入了混凝土的三維強(qiáng)度準(zhǔn)則,同時(shí)可以定義由彌散鋼筋單元組成的整體式鋼筋模型,在三維空間的不同方向分別設(shè)定鋼筋的位置、角度、配筋率等參數(shù)。在WB使用過(guò)程中,既可以直接利用Solid65提供的實(shí)參數(shù)建模,其優(yōu)點(diǎn)是建模方便,缺點(diǎn)是不適用鋼筋分布不均勻的模型,且較難得到鋼筋內(nèi)力,主要用于有大量鋼筋且鋼筋分布較均勻的構(gòu)件,如剪力墻或樓板結(jié)構(gòu):也可以利用WB良好的建模工具分別建模,鋼筋采用Link180單元,其優(yōu)點(diǎn)是可以任意布置鋼筋并可直觀獲得鋼筋的內(nèi)力。
求解時(shí)需要注意:由于Soli65單元本身是基于彌散裂縫模型和最大拉應(yīng)力開(kāi)裂判據(jù),因此有可能出現(xiàn)應(yīng)力集中而使混凝土提前破壞,從而和試驗(yàn)結(jié)果不相吻合。因此,網(wǎng)格最好采用六面體單元,并對(duì)單元尺寸進(jìn)行有效控制:如果約束直接作用在混凝土上,很可能在約束端出現(xiàn)很大的應(yīng)力集中,從而使約束端附近的混凝土突然破壞,所以一般在約束端上加彈性墊塊,避免約束端的應(yīng)力集中:載荷最好采用位移加載。