ABAQUS钢管混凝土建模

1、建立PART 建的圆是半径

主支管

混凝土端板

2、输入材料

混凝土材料：损伤塑性模型，注意单位的对应，弹性模量参考ACI318-05（2005）中的混凝土弹性模量计算方法，取E=4700( f ’c)1/2(MPa)，f ’c为混凝土的圆柱体轴心抗压强度f ’c=0.79f cu,k；

f cu,k为立方体抗压强度标准值；混凝土弹性阶段泊松比为0.2。

塑性行为：膨胀角，偏心率等都为默认值

受压行为：用韩林海老师的程序算出

受拉行为：

ABAQUS提供了三种定义混凝土受拉软化性能的方法：1.、混凝土受拉的应力-应变关系；2、采用混凝土应力-裂缝宽度关系；3、混凝土破坏能量准则即应力-断裂能关系。分别对应软件的STRAIN, DISPLACEMENT, GFI。其中，采用能量破坏具有更好的收敛性。

断裂能确定：对于C20混凝土，断裂能为40 N/m ；对于C40混凝土，断裂能为120 N/m ；中间插值计算。开裂应力近似按下式确定：应力=0.26*（1.25*f ’c）2/3 ；也可使用韩林海老师的计算软件算的受拉应力—应变关系。

钢材材料普通定义

3、组装：T型钢管和混凝土两个PART可以先分别画网格然后进行组装

4、荷载步：建立多个荷载步，第一个荷载步施加非常小的力荷载，让接触平稳建立，第二个荷载步施加位移荷载，进行求解。初始步要小。关闭大变形效应比较好收敛。

5、建立接触：

接触面之间的相互作用包含两部分：一部分是接触面之间的法向作用，另一部分是接触面之间的切向作用。切向作用包括接触面之间的相对滑动和可能存在的摩擦剪应力。两个表面分开的距离称为间隙（CLEARANCE）。当两个表面之间的间隙变为0时，在ABAQUS 中施加了接触约束。在接触问题的公式中，对接触面之间可以传递的接触压力的量值未做任何限制。当接触面之间的接触压力变为0或负值时，两个接触面分离，并且约束被移开。这种行为代表了硬接触。接触性质

切向行为定义为有摩擦，用罚函数，圆钢管混凝土摩擦系数0.3，方钢管混凝土摩擦系数0.2；法向定义为硬接触。最好不要定义摩擦，只有当摩擦力对模型的响应有显著影响时才应该在模型中定义摩擦。若模型不好收敛，可以定义为无摩擦接触并重新计算。

ABAQUS中，从面上的节点不可以侵入主面，但是主面上的节点可以在从面的节点之间侵入从面。因此要小心正确选择主从面，因此：从面一般是网格更精细的面；当网格密度相同时，从面是较软材料的面。故混凝土面网格大为主面，钢管节点网格小为从面。(韩林海老师的书中写：混凝土为从属面，网格密度不低于钢管)。混凝土为从面比较好收敛。

接触设置：使用小滑移。如果两个表面之间的相对滑动小于一个单元面上特征长度的一个小的比值，那么应用小滑动公式是合适的。在许可的条件下应用小滑动公式可以提高分析效率。

6、画网格：可以选择PART进行画网格

混凝土使用C3D8R, 钢管使用C3D8I。控制网格大小，混凝土网格大于20 mm。主管管壁方向最好画两层网格。

7、加载的幅值要小，且第一行的时间为0

8、

显示结果

RESULT 显示变形变形系数

显示位移和反力选择历史输出点继续

选择操作XY数据然后点击继续

右侧框中选COMBINE(X,Y),

点击DIS和RF 即可

在TOOLS里面有VIEW CUT 可以切开体。

不收敛的调试：

1、打开关闭大变形

2、摩擦系数增大减小或是定义成无摩擦

3、主从面转换一下

4、混凝土受拉时只定义开裂应变的应力

5、减小载荷步或是幅值（幅值时间第一行为0）

6、网格主管壁厚方向划两层