基于ABAQUS的混凝土拱坝温度裂缝分析
浅谈混凝土坝温度裂缝的成因以及主要防裂措施
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2020年第17期·65·文章编号：2095－6835（2020）17－0065－02浅谈混凝土坝温度裂缝的成因以及主要防裂措施曹园，田源，刘雪娇，西娜尔·哈那提（河海大学水利水电学院，江苏南京210000）摘要：20世纪以来，由于混凝土材料防渗、便于机械化施工的优点，混凝土在水工建筑物中的应用增加，混凝土坝建造日趋广泛，然而，混凝土材料易在温度作用下产生温度裂缝，影响坝体的整体性、耐久性。
分析了重力坝、拱坝在内的混凝土坝在施工期及运行期温度裂缝的成因的异同点，并总结了相应防裂措施。
关键词：混凝土；温度裂缝；防裂措施；温度应力中图分类号：TU755.7文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2020.17.0251引言在温度荷载作用下，大体积混凝土结构中容易产生较大的应力，进而引起温度裂缝。
而根据裂缝的发展深度和出现位置的不同，温度裂缝对坝体有着不同的影响。
混凝土重力坝、拱坝是两种常见的坝型，它们的温度裂缝的成因及防治措施有异同之处。
本文主要就这两种坝型，分别从施工期、运行期两个时期进行温度裂缝的成因及防治措施的探讨。
2温度裂缝成因2.1施工期温度裂缝成因对于重力坝及封拱前的拱坝而言，温度应力均属于浇筑大体积混凝土的温度应力问题。
这里就大体积混凝土施工期温度裂缝的成因作简要讨论。
2.1.1坝块内外温差水泥在硬化期间放出大量水化热，虽然随着弹性模量上升，混凝土抗拉强度也有所提高，但在内部混凝土温度很高并发生膨胀、表层混凝土受外界气温影响可能收缩的情况下，混凝土表层容易受拉而产生裂缝[1]。
另外，随着龄期的增长，混凝土弹性模量提高，表面混凝土受内部砼降温收缩变形的约束越来越大，产生巨大拉应力，容易产生裂缝。
当施工期内突遇冷空气或天气较冷时过早拆除保温层[2]，混凝土表层温度变化梯度大，发生收缩，表面将产生较大的拉应力。
基于ABAQUS的预应力型钢混凝土结构实验温度场分析
基于ABAQUS的预应力型钢混凝土结构实验温度场分析摘要：在火灾和荷载共同作用的基础上，对预应力型钢混凝土简支梁进行耐火性能试验研究，分析了构件内部温度场分布规律。
通过试验研究，揭示了高温作用下预应力型钢混凝土简支梁力学性能劣化机理。
并利用ABAQUS大型非线性有限元分析软件，基于试验得到的升温曲线，对预应力型钢混凝土梁进行了传热分析，得到了构件内部不同时刻温度分布情况，并将测点处的温度时间关系曲线与试验实测值进行了比较。
关键词：预应力型钢混凝土，温度场，试验研究，非线性分析Abstract: On the basis of fire and load function, we have researched prestressed steel reinforced concrete and supported refractory performance test. This paper analyzes the internal temperature field distribution component. According to the test results, and reveals the effect of prestressed steel under high temperature simply-supported reinforced concrete mechanics performance degradation mechanism.By using ABAQUS large nonlinear finite element analysis software, based on the test to get heating curves of prestressed steel reinforced concrete beams are heat transfer analysis, get the internal components at different temperature distribution, and will point the temperature of the place time relationship curve and the experimental values are compared.Key Words: prestressed steel reinforced concrete, the temperature field, the experimental research, nonlinear analysis1 引言近年来，随着我国经济的迅速发展，对建筑功能的要求越来越高，建筑设计正朝着体型复杂、功能多样的综合性方向发展，相应的结构形式也变得复杂多样，大跨度、重载结构不断涌现，对结构体系提出了新的更高的要求。
利用ABAQUS分析混凝土构件的温度场
・
８ ・ ８
第３ ３卷 第 ３ １期 ２ ７年 １１ ０ ０ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ３Ｎｏ． １ １３ ３ ＮＯ ． ２ ｏ Ｖ ｏ７
文 章 编 号 ：０９６ ２ （０ ７ ３ ．０ ８０ １０ ．８ ５ ２ ０ ）１０ ８ —２
ｐａ 、 ｃ Ｔ Ｉ 十 Ｔ ／ ＼ Ｔ． ／
的导热 系数 ， ／ｍ・ ； 为火灾燃烧 时间 ，。 ｗ （ Ｋ） ｔ Ｓ
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３２个节点 ， 图 １ ５ 见 。
其 中 ， 为材料 的密度 ，ｇ ｍ３Ｃ为 比热 ，／ ・ ； 为材料 』 Ｄ ｋ／ ； Ｊ （ Ｋ）
在火 灾情况下 ， 件受 火面一般 同时存在 对流和辐射两种热 构 交换方 式 ， ： 即
（ ｚ＋
…
十 十 一 ÷斗 Ｈ斗 Ｈ＋ｎ 十 ～ Ｊ ｝ 卜
：ｊ 十‘ ： ｛Ｈ ｝菇： ：㈠一＃ ＝ ｛ ＝ ｆ 簿 ｉ Ｈ｛ 量
噩潞 ｉ 阵 ］Ｗ － ｊ
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一
１ 计 算原理 与 建模
１ １ 计算原 理 ．
Ｔ＝Ｔ ＋７ ０ １ － ・５３ ） ７ ４ ４ ｏ ５ （ 一ｅ ３ ９５７ ＋１ ０ １ ７ ７ ／
．
（） ３
其 中， Ｔ为炉 内气 体的温度 ， ； ｏ ℃ Ｔ 为试验开 始时炉 内温度 ； 对于梁柱构件来 说 ， 般假 设沿构 件长 度方 向温度 相 同， 一 则 ｔ 时间， 。 为 ｈ 可简化 为二维温度场 。其热传导方程为 ＿ ３： ３ ＿ 由于对称性 ， 选取 １４建模 。共划 分为 ３ ５个 Ｅ－Ｄ ／ １ Ｌ ４单元 ， ２
∞２＋０ ｅ ２ ６０＋０ ０ｅ ２ ２ ｅ十０ ９３ ２ ９４ ０ ｅ＋０ ２ ５１ ｅ＋０ ５ ２ １ ｅ＋０ ２６ ２ ７３ ｅ＋０ ６ ２
abaqus有限元分析报告开裂梁
Abaqus梁的开裂模拟计算报告1.问题描述利用ABAQUS有限元软件分析如图1.1所示的钢筋混凝土梁的裂缝开展。
参考文献Brena et al.（2003）得到梁的基本数据：图1.1 Brena et al.（2003）中梁C尺寸几何尺寸：跨度3000mm，截面宽203mm，高406mm的钢筋混凝土梁由文献Chen et al. 2011得材料特性：1.混凝土：抗压强度f c’=35.1MPa，抗拉强度f t=2.721MPa，泊松比ν=0.2，弹性模量E c=28020MPa；2.钢筋：弹性模量为E c=200GPa，屈服强度f ys=f yc=440MPa，f yv=596MPa3.混凝土垫块：弹性模量为E c=28020MPa，泊松比ν=0.22.建模过程1)Part打开ABAQUS使用功能模块，弹出窗口Create Part，参数为：Name：beam；ModelingSpace：2D；Type：Deformable；Base Feature─Shell；Approximate size：2000。
点击Continue 进入Sketch二维绘图区。
由于该梁关于Y轴对称，建模的时候取沿X轴的一半作为模拟对象。
使用功能模块，分别键入独立点(0,0),(1600,0),(1600,406),(406,0),(0,0)并按下下方提示区的Done，完成草图。
图2.1 beam 部件二维几何模型相同的方法建立混凝土垫块：图2.2 plate 部件二维几何模型所选用的点有(0,0),(40,0),(40,10),(0,10)受压区钢筋：在选择钢筋的base feature的时候选择wire，即线模型。
图2.3 compression bar 部件二维几何模型选取的点(0,0),(1575,0)受拉区钢筋：图2.4 tension bar 部件二维几何模型选取的点(0,0),(1575,0)箍筋：图2.5 stirrup 部件二维几何模型选取的点为(0,0),(0,330)另外，此文里面为了作对比，部分的模型输入尺寸的时候为m，下面无特别说明尺寸都为mm。
abaqus混凝土裂缝计算
abaqus混凝土裂缝计算
摘要：
1.引言：介绍题目背景和目的
2.分解因式公式
3.应用：将a^5 b^5 分解因式
4.结论：总结分解因式的步骤和答案
正文：
1.引言
在代数学中，分解因式是将一个表达式分解成一些简单的因式的过程。
分解因式有助于我们更好地理解表达式的结构和性质。
今天我们将讨论如何分解一个五次方的乘积，即a^5 b^5 的分解因式。
2.分解因式公式
在分解因式时，我们通常使用一些已知的公式和方法。
对于a^5 b^5，我们可以使用以下公式：
a^5 b^5 = (a^2 b)^2 * a^3 b^2
3.应用：将a^5 b^5 分解因式
根据上述公式，我们可以将a^5 b^5 分解为：
a^5 b^5 = (a^2 b)^2 * a^3 b^2
= (ab)^2 * a^2 * b^2 * a * b
= (ab)^2 * a^3 * b^3
因此，a^5 b^5 的分解因式为：(ab)^2 * a^3 * b^3。
4.结论
在本文中，我们学习了如何将a^5 b^5 分解因式。
首先，我们介绍了分解因式的概念和目的，然后提供了一个分解因式的公式。
最后，我们应用这个公式将a^5 b^5 分解为(ab)^2 * a^3 * b^3。
这个过程有助于我们更好地
理解代数表达式的结构和性质。
abaqus预应力混凝土轨枕断裂分析
abaqus 预应力混凝土轨枕断裂分析路轨枕是一种混凝土结构，作为缓冲，把铁路的负荷转移到地面，把它放在铁路和砾石或沥青地面之间的支持表面。
一般情况下，它是由混凝土结构嵌入钢筋核心，并安装在底部和侧面的振动垫，以防止振动的火车被传输到地面。
这些轨枕频繁的故障导致了维修费用的增加，对经济运行产生了很大的影响。
混凝土结构失效模式的分析和预测是铁路运营中的一个重要技术因素。
当然，这不是一个昂贵的结构，但铁路是一种主要的运输形式，巨大的成本和投资的问题不能被轻易忽视。
在本研究中，我们将分析铁路枕木这种钢筋混凝土结构的破坏。
通过这次练习，我们将练习分析方法，如混凝土结构的物理建模，使用具有初始抗拉强度的加固结构材料，以及脆性开裂，这是一种脆性材料，如混凝土的破坏模型。
预应力钢筋的使用是为了提高铁路轨枕在反复冲击荷载作用下的耐久性。
这是一个设计元素，已被称为实验和经验的很长一段时间。
下图展示了典型的铁路部件和轨枕，以及整块轨枕和双块轨枕模型。
国内地铁的大部分卧铺都采用了双块式几何模型该模型由四个部分组成:铁路车轮位于铁路荷载、轨道和枕木的路径上，枕木中的预应力钢筋芯。
注意，模型的单位为[mm, sec ，公吨，MPa] 。
通过将CAD 模型导入CAE ，采用几何模型。
导入模型创建六个钢筋和一个铁路，车轮和卧铺。
在轮子部分，在轮子的中心点创建一个参考点来设置负载和边界条件。
当轨枕用混凝土制成并与铁路轨道一起安装后，在某些情况下需要对检修孔进行处理。
维修孔的处理是管理的需要，如何以及在哪里制造孔与这个轨枕的故障行为是相关的。
因此，我们将创建两个模型:一个没有孔，另一个顶部有32mm 的孔，将失效机理与实验值进行比较。
网格划分要创建零件的网格，展开模型树，双击钢轨部分的网格来创建网格。
如果您在输入全局种子= 10 后执行automesh ，请确保网格创建如下图所示，并将元素类型选择为C3D8R 。
本分析过程为脆性混凝土材料的失效模式分析。
混凝土拱坝温度裂缝及其扩展稳定性分析
混凝土拱坝温度裂缝及其扩展稳定性分析混凝土拱坝是用于蓄水、放水或发电的重要基础设施。
混凝土拱坝由混凝土、石灰膏、砂和水制成，具有低成本、高耐久性，是水利工程领域的重要水利设施之一。
然而，混凝土拱坝的温度裂缝至关重要，因为温度裂缝严重影响拱坝的扩展稳定性。
混凝土拱坝的温度裂缝一般是由混凝土而不是土壤中的长期温度变化而引起的。
混凝土的收缩性和水表面的热传递都会使得混凝土结构本身产生温差变化，从而产生温度裂缝。
温度裂缝常常被发现在拱坝厚度较大、渗水大的地方，在拱坝下底部也经常出现温度裂缝。
另外，拱坝的温度裂缝也可能由土壤或水体中的连续不断的温度变化而发生，特别是在冬季的时候，拱坝内部的温度变化比较大，这会影响拱坝的扩展稳定性。
鉴于拱坝结构的扩展稳定性对拱坝安全性至关重要，对拱坝温度裂缝的研究和分析显得尤为重要。
因此，探讨拱坝温度裂缝及其扩展稳定性是我们研究的关键。
混凝土拱坝温度裂缝及其扩展稳定性分析主要研究了拱坝温度裂缝的形成机理，温度裂缝对拱坝的影响和防护措施，以及拱坝温度裂缝的处置和拱坝扩展稳定性的分析。
首先，分析温度裂缝形成的原因。
温度裂缝的形成主要是由混凝土的收缩性和水表面的热传递引起的。
当外界温度变化时，混凝土表面的温度也会改变，这会导致混凝土内部温度变化，并受到冻结-解冻作用的影响，从而形成温度裂缝。
其次，分析温度裂缝对拱坝的影响。
拱坝的温度裂缝影响拱坝扩展稳定性，从而影响拱坝的使用寿命及安全性。
拱坝温度裂缝会产生裂缝，使拱坝结构出现泄漏，降低拱坝的安全性和功能。
此外，拱坝的温度裂缝会造成拱坝结构的应力，对拱坝的稳定性造成威胁。
最后，根据拱坝温度裂缝的影响，应采取一些措施来保护拱坝，以确保拱坝的稳定性和安全性。
首先，应在拱坝施工中采取足够的补偿措施，降低混凝土结构本身产生的温差，从而防止拱坝温度裂缝的发生。
其次，要注意拱坝的施工过程中的保护措施，避免土壤或水体中的温度变化过大，从而降低拱坝温度裂缝的概率。
abaqus裂纹扩展分析（1）
abaqus裂纹扩展分析（1）abaqus裂纹扩展分析最近在学习VCCT准则，发现有必要详细读一下手册中相关的部分 crack propagation analysis，就对这部分的内容翻译成了中文，对于学习裂纹扩展的新手来说这是非常有用的资料，希望对大家有用。
部分内容：定义初始粘合裂纹面可能裂纹表面建模时采用采用主、从接触面来定义。
在接触形式中，除了有限滑动、面对面形式以外，其他所有接触形式均可使用。
预先定义的裂纹面在初始时应部分粘合，裂纹尖端因而可以被Abaqus/Standard显式识别。
初始粘合裂纹面不能采用自接触形式。
, 定义初始状态（initial condition）以识别裂纹初始绑定部分。
用户可以定义从接触面（slave surface）、主接触面（master surface）、以及用来识别从接触面初始部分粘结的节点。
从接触面上没有粘结的部分表现为正常接触面。
主接触面及从接触面均需要指明。
如果没有节点如上所述被定义，初始接触状态将被应用于整个接触对。
这种情况下，不能识别出裂纹尖端，因而粘结面不能分开。
如果节点如上所述被定义，初始解除状态将被应用于从接触面上已定义的节点处。
Abaqus/Standard将进行核对以确保所定义节点只包含从接触面上的节点。
*INITIAL CONDITIONS, TYPE=CONTACT激活裂纹扩展能力（crack propagation capacibility）裂纹扩展能力需要在STEP定义中被激活，以确保初始部分粘合的2个面有可能产生裂纹扩展。
用户需要指明会产生裂纹扩展的面。
*DEBOND, SLAVE=slave_surface_name，MASTER=master_surface_name'多裂纹扩展裂纹可以在一个或多个裂纹尖端处产生扩展。
一个接触对可以在多个裂纹尖端处产生裂纹扩展。
然而，对于给定的接触对只能拥有一个裂纹扩展准则（crack propagation criterion）。
基于ABAQUS的某大坝温度场模拟
Ｔｈｅ ｄａｍ ｓｕｒｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ，
ｗｉｔｈ ｉｎｓｉｇｎｉｆ ｉｃａｎｔ
ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ａｍｂｉｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｓ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ，
基 于 ＡＢＡＱＵＳ的某大 坝 温 度 场 模 拟
王 鹏 （重 庆 交 通 大 学 河 海 学 院 ， 重 庆 ４０００７４）
摘要 ：坝体温度 场分布规 律是研 究 面板 温度应力和探测渗 漏等 问题的基 础 ，采用有 限元 分析软
件 ＡＢＡＱＵＳ，对 大 坝 的 温 度 场 分 布 进 行 仿 真 模 拟 ，得 到 坝 体 内部 温度 场 随 牟 周 期 的 变 化 规 律 。结
随着施 工技 术 水 平 的 提 高 ，由抛 填 堆 石 逐渐 发 展 来 的具 有 高 压 缩 模 量 的 碾 压 堆 石 坝 正 向着 高坝 发 展 ，应 用 也 越来 越 广 泛 卜 ．一 般来 说 ，此 类 坝 型 的坝 坡 稳 定 性 能满 足使 用 要 求 ，但 也 存 在 着渗 漏 和变形量大等问题 ，特别是面板对整个大坝的使用 与安全起 着极其重要的作用 ，混凝土 面板开裂等 问 题 严 重 制 约 着 混 凝 土 面 板 堆 石 坝 的推 广 应 用 ．张 国新 等 ［３１模 拟 了 混 凝 土 面 板 温 度 应 力 的变 化 过 程 ，分 析 了软弱 垫 层 对 面 板 温 度 应 力 的影 响 后认 为 面板 中部会 产 生 较 大 的拉 应 力 ，可 能 造成 开 裂 ．王
收 稿 日期 ：２０ｌ６—０３一ｏ３ 作者 简 介 ：王鹏 （１９９２一 ）， 男 ，重 庆人 ，在 读 硕 士 生 ，研 究 方 向为 岩 土 工 程
ABAQUS中分析裂纹问题常用方法概述
ABAQUS中分析裂纹问题常用方法概述
1、用定义seam的方法来预设裂纹扩展路径，随着载荷的施加，裂纹会沿seam扩展。
这种方法可以模拟裂纹尖端的奇异性（通过在ABAQUS中设置实现），能很方便的计算出应力强度因子、J积分等断裂参量。
2、用debond命令实现裂纹开裂，为了观察开裂需要在指定的路径上定义一个集合，这种方法简单，但实际应用范围相当有限。
3、用cohesive单元，通过设置damage initiation和evolution 准则等相关参数实现裂纹问题的模拟，同时，ABAQUS提供了多种准则可供选择，后处理时通过dispaly group可以观察裂纹扩展。
此功能用途较广，而且通过在ABAQUS平台上开发实现多裂纹扩展的模拟。
4、在ABAQUS 6.9中推出的新功能XFEM（扩展有限元），利用XFEM能够很好的模拟裂纹的扩展，而无需用户提前定义扩展路径。
通过设置损伤起始的判据，损伤演化规律，损伤稳定性控制等相关参数实现裂纹扩展。
5、除此之外，对于裂纹问题，还可以通过二次开发、模型对称性、边界条件随分析步的改变等方式实现。
总之，ABAQUS处理裂纹问题的手段很多，功能也十分强大，若能获得较准确的相关材料数据，数值模拟的结果是很有参考价值的。
在Abaqus6.41中显示混凝土裂缝
2、装p的做法，另外注意license.dat的第二行最后要添加msc.exe的路径。设好环境变量，重启，即可用。
(工具栏)result,(可以看到两个框框，在上面那个框选中某个子步，下面那个框选中"Crack orientation,??_component")，"Apply"。可看到裂缝云图。
是不是我遗漏了什么？其实有更简单的方法？听说有个叫hyperview的也能用于Abaqus后处理？我是新兵，请高手指教！
3、在abaqus的inp文件比如rc.inp中要加上
*EL FILE
CRACK,
即为往rc.fil文件中写crack数据。
Abaqus command——>"abaqus job=rc"。
4、启动patran(巨慢，每次打开对话框点ok之后要死15秒，是不是没装对？)
以前只用ansys，听说adina算混凝土比较准，决定改学adina，刚搜集了一些资料，又听说Abaqus更好，就把adina先放一边。装上6.41，熬了三个通宵看完了Getting started(不错不错，help比ansys的有水准多了)，做了两个例子，用的是smear crack model，发现死活找不到显示裂缝的选项(这个后处理有点偷工减料)。问了很多人都说不行。看到剑桥那个faq上说可以用patran作后处理，立马当了一个。
�
(菜单)file——>new，"1.db",ok。工具栏出来了。
ABAQUS中的断裂力学及裂纹分析总结
也许要暂别simwe一段时间了，在论坛获益良多，作为回报把自己这段时间在ABAQUS断裂方面的一些断断续续的心得整理如下，希望对打算研究断裂的新手有一点帮助，大牛请直接跳过。
本贴所有内容均为原创，转贴请注明，谢谢。
引言：我们知道从1914年Ingless和1921年Griffith提出断裂力学开始，一直到60年代都停留在线弹性断裂力学(LEFM)的层次。
后来由於发现在裂纹尖端进入塑性区后用LEF仍然无法解决stress singularity的问题。
1960年由Barenblatt 和Dugdale率先提出了nonlinear/plastic fracture mechnics的概念，在裂纹前端引入了plastic zone,这也就是我们现在用的cohesive fracture mechnics的前身。
当时这个概念还没引起学术界的轰动。
直到1966年Rice发现J-integral及随后发现在LEFM中J-integral是等于energy release rate的关系。
随后在工程中发现了越来越多的LEFM无法解释的问题。
cohesive fracture mechnics开始引起更多的关注。
在研究以混凝土为代表的quassi-brittle material时，cohesive fracture mechnics提供了非常好的结果，所以在70年代到90年代，cohesive fracture mechnics被大量应用于混凝土研究中。
目前比较常用的方法主要是fictitious crack approach和effective-elastic crack approach或是称为equivalent-elastic crack approach. 其中fictitious crack approach只考虑了Dugdale-Barenblatt energymechanism而effective-elastic crack approach只考虑了基於LEFM的Griffith-Irwinenergy dissipation mechanism，但作了一些修正。
abaqus混凝土裂缝计算
abaqus混凝土裂缝计算
摘要：
一、abaqus 软件介绍
二、混凝土裂缝计算的重要性
三、abaqus 在混凝土裂缝计算中的应用
四、实际案例分析
五、总结
正文：
【一】abaqus 软件介绍
Abaqus 是一款强大的有限元分析软件，广泛应用于各种工程领域，如土木建筑、航空航天、汽车制造等。
它具有丰富的材料模型和分析功能，能够对复杂问题进行精确的计算和模拟。
【二】混凝土裂缝计算的重要性
混凝土裂缝计算在工程设计中具有重要意义，因为裂缝的出现可能导致结构性能降低，甚至影响结构安全。
通过准确的裂缝计算，可以提前采取措施，避免裂缝产生的负面影响。
【三】abaqus 在混凝土裂缝计算中的应用
1.材料模型的建立：abaqus 提供了多种混凝土材料模型，用户可以根据实际工程需求选择合适的模型。
2.加载条件的设置：abaqus 可以模拟各种加载条件，包括均布荷载、集中荷载、温度变化等。
3.裂缝计算：abaqus 可以自动计算混凝土裂缝，并提供详细的裂缝分布图。
4.后处理分析：abaqus 具有强大的后处理功能，可以对裂缝进行统计分析，为工程设计提供依据。
【四】实际案例分析
以某混凝土框架结构为例，应用abaqus 进行裂缝计算。
首先建立模型，设置材料参数和加载条件。
然后进行计算，分析裂缝分布和发展趋势。
最后根据计算结果，优化设计方案，确保结构安全。
【五】总结
Abaqus 作为一款功能强大的有限元分析软件，在混凝土裂缝计算方面具有显著优势。
abaqus裂纹设置
Abaqus裂纹设置引言Abaqus是一种广泛使用的有限元分析软件，它可以用于模拟和分析各种工程结构的力学行为。
在许多工程应用中，裂纹是一个重要的研究对象。
通过合理地设置裂纹参数，可以模拟和分析材料在裂纹影响下的力学行为，从而为工程设计提供有价值的指导。
本文将介绍如何在Abaqus中设置裂纹。
Abaqus中的裂纹设置在Abaqus中，裂纹是通过创建几何实体和使用合适的单元类型来表示的。
以下是一些常用的裂纹设置技巧：1.创建几何实体：在Abaqus中，裂纹通常被视为特殊的几何实体。
可以使用Abaqus的几何建模工具来创建裂纹的几何形状。
一般情况下，裂纹可以通过将几个点连接起来或从一个面切割出来来表示。
2.设置裂纹的尺寸：在Abaqus中，可以通过调整裂纹的尺寸参数来模拟不同大小的裂纹。
一般情况下，裂纹的尺寸可以通过修改几何实体的尺寸参数来实现。
3.选择适当的单元类型：在Abaqus中，有多种单元类型可供选择。
对于裂纹分析，一般使用包含自由节点的单元类型。
例如，在二维裂纹分析中，常用的单元类型有二维平面应力单元（CPS4）和二维平面应变单元（CPE4）等。
4.定义边界条件：在Abaqus中，边界条件是模拟裂纹行为的关键。
通过适当地定义边界条件，可以模拟不同类型的裂纹行为，例如张开的裂纹、剪切裂纹等。
常用的边界条件有固定边界条件、施加外力等。
5.设置材料参数：在Abaqus中，材料参数的设置对于裂纹分析至关重要。
通过设置合适的材料参数，可以模拟材料在裂纹作用下的力学行为。
常用的材料参数有杨氏模量、泊松比等。
示例：使用Abaqus设置一个二维张开裂纹以下示例将介绍如何使用Abaqus设置一个二维张开裂纹：1.创建几何实体：在Abaqus中，打开几何建模工具，创建一个长方形的几何实体。
2.定义裂纹几何形状：通过选择切割工具，在长方形的一侧切割出一个直线形状的几何实体。
3.设置裂纹的尺寸：通过调整切割线的长度来设置裂纹的长度。
abaqus裂纹设置
裂纹应用：将裂纹 应用于模型中的特 定区域或边界
裂纹激活：在模拟 过程中激活裂纹并 进行相应的计算和 分析
abaqus裂纹分析 结果解读
裂纹应力分布
裂纹扩展应力：分析裂纹扩 展过程中的应力变化
裂纹尖端应力：描述裂纹尖 端附近的应力集中情况
应力强度因子：计算裂纹尖 端的应力强度因子，评估裂
纹扩展的驱动力
裂纹模型选择
裂纹模型分类： 线性和非线性
裂纹扩展准则： 应力强度因子、 能量释放率等
裂纹闭合准则： 闭合准则的选择 对计算精度和计 算效率的影响
裂纹扩展方向： 裂纹扩展方向对 计算结果的影响
abaqus裂纹设置 步骤来自 创建裂纹打开abaqus软件，进入模型模块 在模型树中选择需要创建裂纹的部件 在工具栏中选择“创建裂纹”按钮 在弹出的对话框中设置裂纹参数，如裂纹类型、位置、大小等 点击“确定”按钮，完成裂纹的创建
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abaqus裂纹设置
汇报人：
目录
裂纹类型和模型
01
abaqus裂纹设置步骤
02
abaqus裂纹分析结果 解读
03
裂纹类型和模型
裂纹类型介绍
裂纹类型：I型裂纹、II型裂纹、III型裂纹 裂纹模型：线弹性断裂力学模型、弹塑性断裂力学模型 裂纹扩展准则：最大周向应力准则、应力强度因子准则 裂纹扩展路径：沿晶界扩展、穿晶扩展
应力分布特征：分析裂纹在 不同材料、不同加载条件下
的应力分布特点
裂纹扩展路径
裂纹起始位置 裂纹扩展方向 裂纹扩展长度 裂纹扩展速率
裂纹扩展速度
定义：裂纹扩展 速度是指裂纹在 材料中扩展的速 度
影响因素：材料 性能、裂纹类型、 应力状态等
abaqus开裂准则
abaqus开裂准则
在ABAQUS中，常用的开裂准则有以下几种：
1. 基于应变的开裂准则：根据材料的本构关系和应变状态来判断材料是否会开裂。
常见的准则包括最大主应变准则、格拉斯曼准则等。
2. 基于应力的开裂准则：根据材料的应力状态来判断材料是否会开裂。
常见的准则包括最大主应力准则、特征应力准则等。
3. 基于能量的开裂准则：根据材料的能量状态来判断材料是否会开裂。
常见的准则包括弹性应变能密度准则、拟塑性应变能密度准则等。
在ABAQUS中，可以通过将开裂准则定义为材料的属性之一，然后在材料定义中指定该属性的值，来实现对材料开裂行为的模拟。
具体的操作方法可以参考ABAQUS的官方文档或者相关教程。
ABAQUS裂纹分析例子
Analysis of a Deep Single Edge Notch Crack in a PlateThis example demonstrates the use of the "deep crack" capability in ZENCRACK with both sides of the crack modelled. In this type of analysis, in addition to inserting crack-blocks into the mesh, ZENCRACK separates other standard elements to form parts of the crack face.The example consists of a simple mesh of a square plate under prescribed end loading (displacement boundary condition). The full plate is modelled even though the geometry and loading is symmetric. A schematic of the geometry and loading is shown in Figure QA16-1.Figure QA16-1 - Square plate with single edge notchF.E. Mesh for the Uncracked ComponentThe finite element model for the uncracked component is shown in Figure QA16-2. The mesh consists of a 4x4x1 grid of elements. The crack is to be inserted by replacing elements 7 and 11. The nodes used to define crack orientation for each of these elements are shown in Figure QA16-3.To extend the crack faces outside the crack-blocks, it is required that elements 8 and 12 are split.ABAQUS Input Deck for the Uncracked ComponentThe ABAQUS input deck for the uncracked component is given in listing 1. The following points should be noted :1.PropertiesThe material property name ZCRMAT has been used toallow ZENCRACK to extract Young’s modulus andPoisson ratio from the uncracked mesh.ZENCRACK Input and OutputThe ZENCRACK input file is shown in listing 2. The analysis output file is shown in listing 3.The following points are specific to the "deep crack" definition :Input record 3 : 2 2 2 0.25 1 0 1Item 7, ISPLIT, is set to 1 to indicate that one split set is to be defined.Input record 3c : 1This indicates that there is 1 element pair in the split set.Input record 3d : 8 12This indicates that elements 8 and 12 are to be split.Figure QA16-2 - Uncracked mesh - element numbersFigure QA16-3 - Uncracked mesh - element 7 and 11 Nodes for crack front orientationFigure QA16-4 - Cracked meshFigure QA16-5 - Cracked mesh - displaced plotFigure QA16-6 - Cracked mesh - "lower left" region - displaced plot LISTING 1File: a16uc01.inpDescription: ABAQUS input file for uncracked component*HEADINGQA16 - 4x4x1 mesh*PREPRINT,ECHO=NO,HISTORY=NO,MODEL=NO*RESTART,WRITE*ELEMENT,TYPE=C3D20,ELSET=EALL1 12 7 6 26 27 32 31 126 127 128 129 130 131 132133 134 135 136 1372 23 8 7 27 28 33 32 384 376 385 127 386 380 387131 135 381 383 1363 34 9 8 28 29 34 33 373 374 375 376 377 378 379380 381 382 371 3834 45 10 9 29 30 35 34 388 389 365 374 390 391 368378 382 392 372 3715 26 27 32 31 51 52 57 56 130 131 132 133 302 213 224303 402 403 404 4056 27 28 33 32 52 53 58 57 386 380 387 131 211 203 212213 403 419 421 4047 28 29 34 33 53 54 59 58 377 378 379 380 200 201 202203 419 420 417 4218 29 30 35 34 54 55 60 59 390 391 368 378 219 220 192201 420 422 418 4179 51 52 57 56 76 77 82 81 302 213 224 303 238 216 227239 304 217 218 23010 52 53 58 57 77 78 83 82 211 203 212 213 214 207 215216 217 208 210 21811 53 54 59 58 78 79 84 83 200 201 202 203 204 205 206207 208 209 198 21012 54 55 60 59 79 80 85 84 219 220 192 201 221 222 195205 209 223 199 19813 76 77 82 81 101 102 107 106 238 216 227 239 240 241 242243 244 245 246 24714 77 78 83 82 102 103 108 107 214 207 215 216 294 290 295241 245 291 293 24615 78 79 84 83 103 104 109 108 204 205 206 207 287 288 289290 291 292 285 29316 79 80 85 84 104 105 110 109 221 222 195 205 296 297 282288 292 298 286 285*NODE1 0.0000 0.0000 0.00002 2.5000 0.0000 0.00003 5.0000 0.0000 0.00004 7.5000 0.0000 0.00005 10.0000 0.0000 0.00006 0.0000 2.5000 0.00007 2.5000 2.5000 0.00008 5.0000 2.5000 0.00009 7.5000 2.5000 0.000010 10.0000 2.5000 0.000026 0.0000 0.0000 2.500027 2.5000 0.0000 2.500028 5.0000 0.0000 2.500029 7.5000 0.0000 2.500030 10.0000 0.0000 2.500031 0.0000 2.5000 2.500032 2.5000 2.5000 2.500033 5.0000 2.5000 2.500034 7.5000 2.5000 2.500035 10.0000 2.5000 2.500051 0.0000 0.0000 5.000052 2.5000 0.0000 5.000053 5.0000 0.0000 5.000054 7.5000 0.0000 5.000055 10.0000 0.0000 5.000056 0.0000 2.5000 5.000057 2.5000 2.5000 5.000058 5.0000 2.5000 5.000059 7.5000 2.5000 5.000060 10.0000 2.5000 5.000076 0.0000 0.0000 7.500077 2.5000 0.0000 7.500078 5.0000 0.0000 7.500079 7.5000 0.0000 7.500080 10.0000 0.0000 7.500081 0.0000 2.5000 7.500082 2.5000 2.5000 7.500083 5.0000 2.5000 7.500084 7.5000 2.5000 7.500085 10.0000 2.5000 7.5000 101 0.0000 0.0000 10.0000 102 2.5000 0.0000 10.0000 103 5.0000 0.0000 10.0000 104 7.5000 0.0000 10.0000 105 10.0000 0.0000 10.0000 106 0.0000 2.5000 10.0000 107 2.5000 2.5000 10.0000 108 5.0000 2.5000 10.0000 109 7.5000 2.5000 10.0000 110 10.0000 2.5000 10.0000 126 1.2500 0.0000 0.0000 127 2.5000 1.2500 0.0000 128 1.2500 2.5000 0.0000129 0.0000 1.2500 0.0000 130 1.2500 0.0000 2.5000 131 2.5000 1.2500 2.5000 132 1.2500 2.5000 2.5000 133 0.0000 1.2500 2.5000 134 0.0000 0.0000 1.2500 135 2.5000 0.0000 1.2500 136 2.5000 2.5000 1.2500 137 0.0000 2.5000 1.2500 192 8.7500 2.5000 5.0000 195 8.7500 2.5000 7.5000 198 7.5000 2.5000 6.2500 199 10.0000 2.5000 6.2500 200 6.2500 0.0000 5.0000 201 7.5000 1.2500 5.0000 202 6.2500 2.5000 5.0000 203 5.0000 1.2500 5.0000 204 6.2500 0.0000 7.5000 205 7.5000 1.2500 7.5000 206 6.2500 2.5000 7.5000 207 5.0000 1.2500 7.5000 208 5.0000 0.0000 6.2500 209 7.5000 0.0000 6.2500 210 5.0000 2.5000 6.2500 211 3.7500 0.0000 5.0000 212 3.7500 2.5000 5.0000 213 2.5000 1.2500 5.0000 214 3.7500 0.0000 7.5000 215 3.7500 2.5000 7.5000 216 2.5000 1.2500 7.5000 217 2.5000 0.0000 6.2500 218 2.5000 2.5000 6.2500 219 8.7500 0.0000 5.0000 220 10.0000 1.2500 5.0000 221 8.7500 0.0000 7.5000 222 10.0000 1.2500 7.5000 223 10.0000 0.0000 6.2500 224 1.2500 2.5000 5.0000 227 1.2500 2.5000 7.5000 230 0.0000 2.5000 6.2500 238 1.2500 0.0000 7.5000 239 0.0000 1.2500 7.5000 240 1.2500 0.0000 10.0000 241 2.5000 1.2500 10.0000 242 1.2500 2.5000 10.0000243 0.0000 1.2500 10.0000 244 0.0000 0.0000 8.7500 245 2.5000 0.0000 8.7500 246 2.5000 2.5000 8.7500 247 0.0000 2.5000 8.7500 282 8.7500 2.5000 10.0000 285 7.5000 2.5000 8.7500 286 10.0000 2.5000 8.7500 287 6.2500 0.0000 10.0000 288 7.5000 1.2500 10.0000 289 6.2500 2.5000 10.0000 290 5.0000 1.2500 10.0000 291 5.0000 0.0000 8.7500 292 7.5000 0.0000 8.7500 293 5.0000 2.5000 8.7500 294 3.7500 0.0000 10.0000 295 3.7500 2.5000 10.0000 296 8.7500 0.0000 10.0000 297 10.0000 1.2500 10.0000 298 10.0000 0.0000 8.7500 302 1.2500 0.0000 5.0000 303 0.0000 1.2500 5.0000 304 0.0000 0.0000 6.2500 365 8.7500 2.5000 0.0000 368 8.7500 2.5000 2.5000 371 7.5000 2.5000 1.2500 372 10.0000 2.5000 1.2500 373 6.2500 0.0000 0.0000 374 7.5000 1.2500 0.0000 375 6.2500 2.5000 0.0000 376 5.0000 1.2500 0.0000 377 6.2500 0.0000 2.5000 378 7.5000 1.2500 2.5000 379 6.2500 2.5000 2.5000 380 5.0000 1.2500 2.5000 381 5.0000 0.0000 1.2500 382 7.5000 0.0000 1.2500 383 5.0000 2.5000 1.2500 384 3.7500 0.0000 0.0000 385 3.7500 2.5000 0.0000 386 3.7500 0.0000 2.5000 387 3.7500 2.5000 2.5000 388 8.7500 0.0000 0.0000 389 10.0000 1.2500 0.0000 390 8.7500 0.0000 2.5000391 10.0000 1.2500 2.5000392 10.0000 0.0000 1.2500402 0.0000 0.0000 3.7500403 2.5000 0.0000 3.7500404 2.5000 2.5000 3.7500405 0.0000 2.5000 3.7500417 7.5000 2.5000 3.7500418 10.0000 2.5000 3.7500419 5.0000 0.0000 3.7500420 7.5000 0.0000 3.7500421 5.0000 2.5000 3.7500422 10.0000 0.0000 3.7500*NSET,NSET=BASE1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 126 127 128 129 365 373374 375 376 384 385 388 389*NSET,NSET=TOP101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 240 241 242 243 282 287288 289 290 294 295 296 297*NSET,NSET=FIX151 56*NSET,NSET=FIX251*NSET,NSET=NOUTBASETOPFIX1FIX2*ELSET,ELSET=EOUT1*MATERIAL,NAME=ZCRMAT*ELASTIC200000,0.3*SOLID SECTION,ELSET=EALL,MATERIAL=ZCRMAT*BOUNDARYFIX1,1FIX2,2*STEP*STATIC*BOUNDARYTOP,3,3,0.01BASE,3,3,-0.01*EL PRINT,ELSET=EOUT*NODE PRINT,NSET=NOUT,TOTAL=YESRF*END STEPLISTING 2File: a16c05.zcrDescription: Input file for analysis of the initial configuration## ZENCRACK Q.A. Example #16## Uncracked mesh:a16uc01.inp# Job id:a16c05r0 1 0 3 2 0 02 2 2 0.25 1 0 1st111x5.sup7 54 53st111x5.sup11 59 5818 120.5 0.50.5 0.510 11LISTING 3File: a16c05r.repDescription: Output file for analysis of the initial configuration***************************************************************************** ** ZENCRACK is proprietary software of: ** ** ZENTECH INTERNATIONAL LTD., ** 103 Mytchett Road, ** Mytchett, ** Camberley, ** Surrey, ** GU16 6ES, ** GREAT BRITAIN ** Tel. (+44) 1252 376388 ** Fax. (+44) 1252 376389 ***********************.uk ** Web ** ****************************************************************************** ** The following system has been licensed: ** ** Program : ZENCRACK ** Version : 6.0 ** Release date : 09-NOV-1998 ** License type : Commercial ** Interface to : MARC & ABAQUS **** This system is licensed to: ** ** Company : Zentech International Limited ** Address : 103 Mytchett Road ** Camberley ** Surrey GU16 6ES ** U.K. ** Phone : +44 1252 376388 ** Fax : +44 1252 376389 ** Computer : PC ** ******************************************************************************** .zcr input file for analysis : ** E:\zencrack\qa16\a16c05 ** ** Date of analysis (D-M-Y) : 21-11-1998 ** Start time (H-M-S) : 15:18:40 ** *****************************************************************************INPUT RECORD 1***************UNCRACKED MESH : a16uc01.inp JOBNAME IS : E:\zencrack\qa16\a16c05rINPUT RECORD 2***************NUMBER OF DEBUG MODULES = 0WARNING FLAG = 1DISTORTION FLAG = 0F.E. CODE FLAG = 3RUN TYPE = 2READ RESTART = 0WRITE RESTART = 0PROGRAM WILL NOT STOP IF A WARNING IS ISSUEDELEMENT DISTORTION PARAMETERS WILL NOT BE CALCULATEDF.E. ANALYSIS USING ABAQUS 5.4 OR LATERNO DATA WILL BE READ FROM A RESTART FILENO DATA WILL BE WRITTEN TO RESTART FILESRUN TYPE 2 INDICATES :- ANALYSIS OF THE INITIAL CRACK ONLY OR FULL CRACK GROWTH ANALYSIS- EACH FE ANALYSIS SHOULD BE LINEAR ELASTIC- LOADING IS PROPORTIONAL(i.e. ENERGY RELEASE RATES CAN BE PROCESSED FROM ONLY THE FIRSTANALYSIS INCREMENT)INPUT RECORD 3***************NUMBER OF CRACK-BLOCKS TO BE INCLUDED = 2FLAG FOR INTERMEDIATE STEP DURING MAPPING OF CRACK-BLOCKS INTO THEMESHICONFO = 2 FLAGS TWO STAGE MAPPING OF CRACK-BLOCKS INTO THE MESHFLAG FOR COLLAPSED ELEMENT MODIFICATION AFTER MAPPINGIFIXER = 2 FLAGS LOCAL MODIFICATION OF CRACK FRONT ELEMENTS AFTERMAPPING"QUARTER POINT NODE" PARAMETER. VALID RANGE IS 0.25 TO 0.5,WITH 0.25 FOR QUARTER-POINT NODES AND 0.5 FOR MIDSIDE NODES.VALUE READ FOR QPR IS 0.2500VALUE USED FOR QUARTER POINT PARAMETER IS 0.2500FLAG FOR GENERATING EXTRA CRACK FRONT ELEMENT SETSICFSET HAS BEEN SET TO 1 - EXTRA ELEMENT SETS WILL BE GENERATED. SETSARE :CFACEn FOR ELEMENTS ON THE FACE(S) OF CRACK FRONT nCFRONTn FOR CRACK FRONT ELEMENTS OF CRACK FRONT nFLAG FOR GENERATING EXTRA CRACK RELATED NODE SETSINDSET HAS NOT BEEN SET TO 1,2 OR 12 - NO EXTRA NODE SETS WILL BEGENERATEDNUMBER OF SETS OF ELEMENTS TO BE SPLIT FOR CRACK FACES OF DEEP CRACKS= 1BIAS FACTOR NOT RELEVANT - ICONFO NOT SET TO 3USING DEFAULT VALUE FOR CONMIDF : 0.90000***WARNINGVALUE OF QUARTER POINT NODE PARAMETER HAS BEEN RESET TO 0.26TO AVOID POSSIBLE NUMERICAL PROBLEMS (INSIDE OUT ELEMENTS) WHENEXACTLY 0.25 IS USED.MINIMUM VALUE ALLOWED WITHOUT RESETTING IS 0.252.USE -0.25 TO FORCE A VALUE OF EXACTLY 0.25.CRACK-BLOCK NUMBER 1READ FROM FILE p:\009-zencrack\temptest\install\crack\st111x5.sup THIS CRACK-BLOCK REPLACES ORIGINAL ELEMENT 7CRACK PLANE IN MESH DEFINED BY CORNER NODES 54 53CRACK-BLOCK NUMBER 2READ FROM FILE p:\009-zencrack\temptest\install\crack\st111x5.sup THIS CRACK-BLOCK REPLACES ORIGINAL ELEMENT 11CRACK PLANE IN MESH DEFINED BY CORNER NODES 59 58SETS FOR SPLITTING ELEMENTS ON DEEP CRACK FACES1 PAIR OF ELEMENTS DEFINED FOR SET 1ELEMENT PAIR FOR THIS SET IS :8 & 12INPUT RECORD 4***************CRACK-BLOCK NUMBER 1RATIO OF CRACK LENGTH TO CRACK-BLOCK EDGE 1 LENGTH IS .50000E+00RATIO OF CRACK LENGTH TO CRACK-BLOCK EDGE 2 LENGTH IS .50000E+00RING SIZE NOT RELEVANT - ICONFO NOT SET TO 3CRACK-BLOCK NUMBER 2RATIO OF CRACK LENGTH TO CRACK-BLOCK EDGE 1 LENGTH IS .50000E+00RATIO OF CRACK LENGTH TO CRACK-BLOCK EDGE 2 LENGTH IS .50000E+00RING SIZE NOT RELEVANT - ICONFO NOT SET TO 3INPUT RECORD 5***************VALUE OF IPROG = 1NO USER SUBROUTINE REQUIREDINPUT RECORD 6***************NO FATIGUE CRACK GROWTH PREDICTIONS ARE REQUESTEDINPUT RECORD 10***************FACTORS ON APPLIED LOAD TO GIVE CYCLIC LOAD RANGEFACTOR TO GIVE MINIMUM LOAD = 0.00000E+00FACTOR TO GIVE MAXIMUM LOAD = 0.10000E+01INPUT RECORD 12***************FLAG FOR ABAQUS CONTOUR SELECTION FOR PROCESSINGNUCONT = 1 : USE CONTOUR 1 TO CALCULATE GmaxABAQUS CONTOUR INTEGRAL OPTIONJITYPE = 0 : *CONTOUR INTEGRAL OPTION SPECIFIES J-INTEGRALCALCULATIONSJVCE = 0 : *CONTOUR INTEGRAL WILL SPECIFY CRACK EXTENSIONDIRECTIONSNUMBER OF CONTOURS TO BE EVALUATED BY ABAQUSNCONT IS SET TO THE DEFAULT VALUE - 3 CONTOURS*NORMAL AT ENDS OF CRACK FRONTSJSNORM = 0 : *NORMAL AT ENDS OF CRACKS WILL BE USED***WARNINGUSE OF CONTOUR 1 VALUES IS NOT RECOMMENDEDYOU SHOULD COMPARE CONTOUR 1 VALUES WITH RESULTS FOR HIGHER CONTOURSFINAL INPUT RECORD******************ELEMENT DISTORTION PARAMETERS WILL NOT BE CALCULATED (IDIST=0 ON CARD2)--------------------------------------------------------------------------------END OF READ FROM .ZCR FILE--------------------------------------------------------------------------------***INFORMATION : WARNINGS WHILE READING .ZCR INPUT DATA2 warning messages generated while reading .ZCR data***INFORMATION : MATERIAL PROPERTY DATAZCRMAT material property defined on *MATERIAL input :*MATERIAL,NAME=ZCRMAT*ELASTICYoungs modulus= 0.200000E+06 Poisson ratio= 0.30000Temperature= 0.00***INFORMATION : CRACK FRONT DEFINITIONCrack front 1 Side 1 Side 2C.B. Element C.B. Element1 72 11***INFORMATION : NODES FOR SPLIT SET 1ORIGINAL NODE NODE ON OPPOSITE FACE INITIAL COORDINATES (X,Y,Z)54 1633 0.75000E+01 0.00000E+000.50000E+0155 1634 0.10000E+02 0.00000E+000.50000E+0159 1635 0.75000E+01 0.25000E+010.50000E+0160 1636 0.10000E+02 0.25000E+010.50000E+01192 1637 0.87500E+01 0.25000E+010.50000E+01201 1638 0.75000E+01 0.12500E+010.50000E+01219 1639 0.87500E+01 0.00000E+000.50000E+01220 1640 0.10000E+02 0.12500E+010.50000E+01***INFORMATION : CRACK FRONT NODE LISTSCrack front number 1472 541 588 636 673 724 777 816 861908 973***INFORMATION : CONTOURS AND Gmax EVALUATION FOR EACH CRACK FRONTCrack front 1 has 3 contours : Gmax evaluated using contour 1***INFORMATION : ANALYSIS DESCRIPTIONSingle finite element analysis (IRUN=2) with no fatigue crack growth--------------------------------------------------------------------------------ZENCRACK 6.0 : Zentech International Ltd. Date of analysis :21-11-1998Licensed to : Zentech International LimitedLicense type : CommercialInput ref. : E:\zencrack\qa16\a16c05 Output ref. : E:\zencrack\qa16\a16c05r --------------------------------------------------------------------------------RESULTS FOR FINITE ELEMENT ANALYSIS NUMBER 1--------------------------------------------------------------------------------NEW MESH WRITTEN.SYSTEM TIME IS (H,M,S) 15:18:47ELAPSED TIME IS (H,M,S) 0: 0: 7J-INTEGRAL VALUES FROM ABAQUS OUTPUT FILE, SET 1**************************************************ANALYSIS USED ABAQUS VERSION 5.8-1CRACK SET NODE CONTOUR 1 CONTOUR 2 CONTOUR 31 1 1 0.16840E+01 0.16330E+01 0.16450E+011 12 0.19440E+01 0.19600E+01 0.19550E+011 1 3 0.20310E+01 0.19690E+01 0.19740E+011 1 4 0.19990E+01 0.20210E+01 0.20200E+011 1 5 0.21040E+01 0.20360E+01 0.20370E+011 1 6 0.20210E+01 0.20440E+01 0.20430E+011 1 7 0.21030E+01 0.20360E+01 0.20370E+011 1 8 0.19990E+01 0.20210E+01 0.20200E+011 1 9 0.20300E+01 0.19690E+01 0.19740E+011 1 10 0.19450E+01 0.19600E+01 0.19550E+011 1 11 0.16830E+01 0.16340E+01 0.16450E+011 2 1 0.25790E+01 0.25020E+01 0.25200E+011 2 2 0.29790E+01 0.30030E+01 0.29950E+011 2 3 0.31110E+01 0.30170E+01 0.30240E+011 2 4 0.30620E+01 0.30960E+01 0.30950E+011 2 5 0.32230E+01 0.31200E+01 0.31210E+011 2 6 0.30970E+01 0.31310E+01 0.31300E+011 2 7 0.32220E+01 0.31200E+01 0.31210E+011 2 8 0.30630E+01 0.30960E+01 0.30950E+011 2 9 0.31100E+01 0.30170E+01 0.30240E+011 2 10 0.29800E+01 0.30030E+01 0.29950E+011 2 11 0.25790E+01 0.25030E+01 0.25210E+011 3 1 0.31630E+01 0.30700E+01 0.30910E+011 32 0.36550E+01 0.36840E+01 0.36740E+011 3 3 0.38150E+01 0.37000E+01 0.37100E+011 3 4 0.37570E+01 0.37980E+01 0.37970E+011 3 5 0.39530E+01 0.38270E+01 0.38280E+01 1 3 6 0.37990E+01 0.38410E+01 0.38390E+01 1 3 7 0.39530E+01 0.38270E+01 0.38280E+01 1 3 8 0.37570E+01 0.37980E+01 0.37970E+01 1 3 9 0.38150E+01 0.37010E+01 0.37100E+01 1 3 10 0.36550E+01 0.36840E+01 0.36740E+01 1 3 11 0.31630E+01 0.30710E+01 0.30920E+01 1 4 1 0.33650E+01 0.32670E+01 0.32900E+01 1 42 0.38900E+01 0.39200E+01 0.39100E+01 1 43 0.40600E+01 0.39380E+01 0.39480E+01 14 4 0.39980E+01 0.40420E+01 0.40410E+01 1 45 0.42060E+01 0.40720E+01 0.40740E+01 1 46 0.40430E+01 0.40870E+01 0.40860E+01 1 47 0.42060E+01 0.40720E+01 0.40740E+01 1 48 0.39980E+01 0.40420E+01 0.40410E+01 1 49 0.40600E+01 0.39380E+01 0.39480E+01 1 4 10 0.38900E+01 0.39200E+01 0.39100E+01 1 4 11 0.33660E+01 0.32680E+01 0.32910E+01 1 5 1 0.31620E+01 0.30700E+01 0.30910E+01 1 5 2 0.36550E+01 0.36840E+01 0.36740E+01 1 5 3 0.38150E+01 0.37000E+01 0.37100E+01 1 5 4 0.37570E+01 0.37980E+01 0.37970E+01 1 5 5 0.39520E+01 0.38270E+01 0.38280E+01 1 5 6 0.38000E+01 0.38410E+01 0.38390E+01 1 5 7 0.39520E+01 0.38270E+01 0.38280E+01 1 5 8 0.37570E+01 0.37980E+01 0.37970E+01 1 5 9 0.38150E+01 0.37010E+01 0.37100E+01 1 5 10 0.36550E+01 0.36840E+01 0.36740E+01 1 5 11 0.31630E+01 0.30710E+01 0.30920E+01 1 6 1 0.25770E+01 0.25020E+01 0.25200E+01 1 6 2 0.29800E+01 0.30030E+01 0.29950E+01 1 6 3 0.31100E+01 0.30170E+01 0.30240E+01 1 6 4 0.30630E+01 0.30960E+01 0.30950E+01 1 6 5 0.32220E+01 0.31200E+01 0.31210E+01 1 6 6 0.30980E+01 0.31310E+01 0.31300E+01 1 6 7 0.32220E+01 0.31200E+01 0.31210E+01 1 6 8 0.30620E+01 0.30960E+01 0.30950E+01 1 6 9 0.31100E+01 0.30170E+01 0.30240E+01 1 6 10 0.29800E+01 0.30030E+01 0.29950E+01 1 6 11 0.25790E+01 0.25030E+01 0.25210E+01 1 7 1 0.16810E+01 0.16330E+01 0.16450E+01 1 7 2 0.19450E+01 0.19600E+01 0.19550E+01 1 7 3 0.20290E+01 0.19690E+01 0.19740E+01 1 7 4 0.19990E+01 0.20210E+01 0.20200E+01 1 7 5 0.21020E+01 0.20360E+01 0.20370E+011 7 6 0.20220E+01 0.20430E+01 0.20430E+011 7 7 0.21030E+01 0.20360E+01 0.20370E+011 7 8 0.19990E+01 0.20210E+01 0.20200E+011 7 9 0.20300E+01 0.19690E+01 0.19740E+011 7 10 0.19450E+01 0.19600E+01 0.19550E+011 7 11 0.16830E+01 0.16340E+01 0.16450E+01DATA FOR CRACK FRONT 1***********************ENERGY RELEASE RATE SET 1 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.16840E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 0.86603E+002 0.20310E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 0.86603E+003 0.21040E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 0.86603E+004 0.21030E+01 -0.50000E+00 0.95367E-06 0.86603E+005 0.20300E+01 -0.50000E+00 -0.95370E-06 0.86603E+006 0.16830E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 0.86603E+00ENERGY RELEASE RATE SET 2 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.25790E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 0.64279E+002 0.31110E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 0.64279E+003 0.32230E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 0.64279E+004 0.32220E+01 -0.76604E+00 0.14611E-05 0.64279E+005 0.31100E+01 -0.76604E+00 -0.14612E-05 0.64279E+006 0.25790E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 0.64279E+00ENERGY RELEASE RATE SET 3 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.31630E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 0.34202E+002 0.38150E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 0.34202E+003 0.39530E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 0.34202E+004 0.39530E+01 -0.93969E+00 0.17923E-05 0.34202E+005 0.38150E+01 -0.93969E+00 -0.17924E-05 0.34202E+006 0.31630E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 0.34202E+00ENERGY RELEASE RATE SET 4 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.33650E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.38147E-062 0.40600E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.00000E+003 0.42060E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.00000E+004 0.42060E+01 -0.10000E+01 0.19073E-05 0.38147E-065 0.40600E+01 -0.10000E+01 -0.19074E-05 0.00000E+006 0.33660E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.00000E+00ENERGY RELEASE RATE SET 5 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.31620E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 -0.34202E+002 0.38150E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 -0.34202E+003 0.39520E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 -0.34202E+004 0.39520E+01 -0.93969E+00 0.17923E-05 -0.34202E+005 0.38150E+01 -0.93969E+00 -0.17924E-05 -0.34202E+006 0.31630E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 -0.34202E+00ENERGY RELEASE RATE SET 6 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.25770E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 -0.64279E+002 0.31100E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 -0.64279E+003 0.32220E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 -0.64279E+004 0.32220E+01 -0.76604E+00 0.14611E-05 -0.64279E+005 0.31100E+01 -0.76604E+00 -0.14612E-05 -0.64279E+006 0.25790E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 -0.64279E+00ENERGY RELEASE RATE SET 7 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.16810E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 -0.86603E+002 0.20290E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 -0.86603E+003 0.21020E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 -0.86603E+004 0.21030E+01 -0.50000E+00 0.95367E-06 -0.86603E+005 0.20300E+01 -0.50000E+00 -0.95370E-06 -0.86603E+006 0.16830E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 -0.86603E+00GMAX DISTRIBUTION FOR CRACK FRONT 1N GMAX VALUES DIRECTION (X,Y,Z)1 0.33653E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.49112E-032 0.40600E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.22922E-033 0.42062E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.25253E-034 0.42061E+01 -0.10000E+01 0.19073E-05 0.31615E-045 0.40599E+01 -0.10000E+01 -0.19074E-05 -0.13273E-076 0.33662E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 -0.20204E-07G SUMMARY : MODE I CONVERSION FROM G TO K USING: K =SQRT(ExG/(1-NuxNu))THESE ARE PLANE STRESS AND PLANE STRAIN K VALUESN GMAX VALUES K, Nu=0.000 K, Nu1 0.33653E+01 0.82040E+03 0.86002E+032 0.40600E+01 0.90111E+03 0.94463E+033 0.42062E+01 0.91720E+03 0.96148E+034 0.42061E+01 0.91718E+03 0.96146E+035 0.40599E+01 0.90110E+03 0.94461E+036 0.33662E+01 0.82051E+03 0.86013E+03------------ ------------ ------------MEAN: 0.38773E+01 0.87958E+03 0.92205E+03------------ ------------ ------------MIN.: 0.33653E+01 0.82040E+03 0.86002E+03 AT N = 1MAX.: 0.42062E+01 0.91720E+03 0.96148E+03 AT N = 3N NODE NO. CURRENT COORDS (AT WHICH Gmax IS CALCULATED)1 472 0.62500E+01 0.12482E-04 0.50000E+012 588 0.62500E+01 0.50000E+00 0.50000E+013 673 0.62500E+01 0.10000E+01 0.50000E+014 777 0.62500E+01 0.15000E+01 0.50000E+015 861 0.62500E+01 0.20000E+01 0.50000E+016 973 0.62500E+01 0.25000E+01 0.50000E+01SUMMARY OF LOADING******************REPORTS OF MAXIMUM AND MINIMUM ENERGY RELEASE RATE VALUES,DELTA sqrt(G), DELTA K AND CRACK GROWTH DIRECTION VECTORS(DELTA K0 = PLANE STRESS VALUE, DELTA Knu = PLANE STRA IN VALUE)CRACK FRONT 1MAXIMUM Gmax MINIMUM Gmax DELTA sqrt(G) DELTA K0 DELTA Knu1 0.33653E+01 0.00000E+00 0.18345E+01 0.82040E+03 0.86002E+032 0.40600E+01 0.00000E+00 0.20150E+01 0.90111E+03 0.94463E+033 0.42062E+01 0.00000E+00 0.20509E+01 0.91720E+03 0.96148E+034 0.42061E+01 0.00000E+00 0.20509E+01 0.91718E+03 0.96146E+035 0.40599E+01 0.00000E+00 0.20149E+01 0.90110E+03 0.94461E+036 0.33662E+01 0.00000E+00 0.18347E+01 0.82051E+03 0.86013E+03DIRECTION (X,Y,Z)1 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.49112E-032 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.22922E-033 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.25253E-034 -0.10000E+01 0.19073E-05 0.31615E-045 -0.10000E+01 -0.19074E-05 -0.13273E-076 -0.10000E+01 0.00000E+00 -0.20204E-07***ANALYSIS COMPLETE***NO CRACK GROWTH REQUESTED。
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传统的弥散裂缝模型通过引入裂缝带 、 断裂能等概
念， 钝带 断裂模 型 实 现 了断 裂力 学和 弥 散裂 缝 模 型 的结合 ， 单元 尺 寸 对 计算 的影 响 大 大减 小 。这 种 使 模 型可 以方便 地用 于 模 拟混 凝 土 、 石 等材 料 的开 岩
第 １ ２卷
第 １ ４期
２１ ０ ２年 ５月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ． ２ Ｎ ． ４ Ｍａ ０ ２ １１ ｏ １ ｙ２ １
１ ７— １ １ （０ ２ １ —５３ ０ ６ １ ８５ ２ １ ）４３ ２ －５
Ｓｉ ｃ ｅｈ ｏ ｇ ｎ ｎ ｎ ｅ ｎ ｃ ｎｅＴ ｃｎｌ ｙａｄＥ ￣ ｅｆ ｇ ｅ ｏ ｉ
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构 工 程 。Ｅ ｍａ ：ｕｉ ｇｄ ｙｈｏ ｃ。 — ｉ ｌ ｊ ｎｈ ＠ ａｏ．ｎ ｌｉ ａ
通信作者简介 ： 董羽蕙 （ ９ ７ １５ 一）， ， 女 副教授 ， 士生导师 ， 硕 高级工 程师。研 究 方 向： 工 结 构 工 程 。Ｅｍａ ：ｕ ｕｄ ｎ０ ７＠ ｙ ｏ． 水 — ｉ ｙｈ ｉｏｇ０ ｌ ｈ ａｏ
＠ ２ １ ＳｉＴ ｃ． ｎｒ． ０ ２ ｃ． ｅｈ Ｅ ｇｇ
基于 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ的混 凝 土拱 坝 温 度 裂缝 分析
刘 江 董 羽蕙
（ 昆明理工大学建筑工程 学院 ， 昆明 ６ ｏ２ ） ５￣ ４
摘
要
混凝土拱坝在浇筑过程 中， 由于水泥水化热的大量 产生 ， 致使 混凝 土 内部会 或 多或少 地产 生一些微裂 纹 ， 些微裂 这
纹在外部荷载 的作用下 ， 开始发展、 汇集 、 贯通 ， 最终形 成宏观 裂缝 ， 危及坝体 安全。所 以对拱坝 浇筑过程 中产生 的温度裂缝
研 究是 一项 十 分 重 要 的工 作 。
关 键词
混凝土拱坝
温度 应力
裂缝 Ａ
中图法 分类 号 Ｔ ４ １ Ｖ３；
文献标 志码
拱坝 属于高 次 超静 定 的空 间壳 体 结 构 ， 有 相 具 当强 的承 载 能力 和 自我 调 节 能 力 。 当拱 坝 局 部 开 裂时， 坝体 应力 可 以 自行 调 整 ， 只要 坝肩 稳 定 可靠 ， 坝体 安全 系数 一般 较 大 。大 量 实验 表 明 ， 凝 土 拱 混
力丧失意味着溃坝的产生， 其造成的经济损失和其
他 不 良后 果将 是无 法 想 象 的 。因 此 ， 在拱 坝 浇 筑 过 程中， 对其 坝体 内部 所 产 生 的温 度 应 力 的研 究 是 十
分必 要 的。
坝的超载能力一般可达设计荷载的 ５ 倍 ¨ 。作 一ｌ １ Ｊ
为一 种经济 性 和安 全性 都 比较 优越 的坝 型 ， 坝 逐 拱 渐成 为现 阶段 国 内外 最主要 的坝 型之一 。 但是 ， 混凝 土 是 由硬 化 水 泥 浆 、 骨 料 和 粗 骨 细 料混 合 而成 的颗粒 复合 材 料 ， 于 非 均匀 的多 相 介 属
裂 。弥散 裂缝模 型 的应力 应变 关系矩 阵如 下 。
１ １ 开裂 前 ．
失 。对于作 为挡 水 建筑 物 的混凝 土拱 坝 来讲 ， 载 承
２１ ０ ２年 ２月 ２ ７日收到 ， ５日修改 ３月 第 一作者简介 ： 刘 江 （９ ５ １８ 一）， ， 男 硕士研究生 ， 研究方 向 ： 工结 水
ｔｏｍ ． ｃｎ
科
学技ຫໍສະໝຸດ 术与工程
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１ ２卷
（ ） １一 （ ） １一
／ ７ ／ Ｊ ． （ ） １一
０ ０ ０ ０ ５ １—２ ） ．（ ｌ ，
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了非 常广 泛 的应 用 。钝 带 裂 缝 模 型 进 一 步 发 展 了
质材料。在其浇筑成型过程 中， 大体积混凝土 由于
水泥 水化 释 放 出大 量 的热 量 及 外 部 环 境 温 度 的 变 化， 结构 内 部 的 温 度 也 处 于 一 个 不 断 变 化 的 过 程 中， 并不 断地 和 外 界 进 行 热 量 的 交 换 ， 终 形 成 稳 最 定 的温度 场 。 由于 温 度 升 降 变化 （ 为 温 差 ） 称 引起 的应 力就 叫温 度应 力 Ｊ 当温度 因素所 产 生 的 应 。 力值 大 于混 凝 土所 能 承 受 的拉 应力 时 ， 会 产 生 温 就 度裂 缝 。在外 部荷 载 的作 用 下 ， 些 微裂 纹 将 会 扩 这
１ 弥散开裂模型
弥散 裂 缝 模 型 也 叫分 布裂 缝 模 型 。其 实 质 是 将混 凝土 材料处 理 为各 项 异 性 材料 ， 实 际 的混 凝 使 土裂 缝 “ 弥散 ” 到整个 单元 中 ， 用 混凝 土 的 材料 本 利 构模 型来 模拟 裂缝 的影 响 。这 样 ， 当混凝 土某 一 单 元 的应力 超过 了开 裂 应 力 ， 只需 要 将 材 料 的本 构 矩 阵 稍微调 整 ， 不需 要 改 变单 元 形 式 或 者对 网格 进 并 行重 新划 分 Ｊ 。这个 特点 使 得 弥散 开 裂模 型易 于 有 限元程 序实 现 ， 很 多 商用 有 限元 软件 中都 得 到 在
０
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△ ［（ ） （ 】 ：寺１ 一 １ 。
（ ４ ）
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０ ０
式 中 ， 为受拉 软化模 量 。理论 上 ， 应该 为 混凝 土受 拉软 化 曲线 的 切 线 刚 度 ， 实 际 程 序 编 写 中 ， 在 我们 采用 割线 刚度法 计 算 受 拉 软化 应 力 增量 ， 予 赋
０ ５ １—２ ） ．（ ｖ １ ２ 开 裂后 ．
０ ５ １—２ ） ．（
给 Ｅ 一个较小的负切线刚度供程序迭代使用 。