Модели материалов

Нелинейное поведение материалов, таких как бетон, железобетон и волокнистый железобетон, может быть смоделировано с помощью моделей материалов «Изотропное | Повреждение» и «Анизотропное | Повреждение».

В отличие от других моделей материалов, диаграмма напряжение-деформация для моделей «Изотропное | Повреждение» и «Анизотропное | Повреждение» не является антисимметричной относительно начала координат. Таким образом, эти модели способны передать различное поведение бетона и железобетона при сжатии и растяжении.

Кроме того, модели могут описывать непрерывную деградацию жесткости материала вследствие образования трещин, используя замазанную модель трещин. Разница между двумя моделями заключается в способе уменьшения жесткости.

• В модели материала «Изотропное | Повреждение» это осуществляется через скалярный параметр повреждения.
• В модели материала «Анизотропное | Повреждение» уменьшение жесткости происходит элементарно посредством тензора повреждения.

Изотропное | Повреждение

Изотропное повреждение бетона характеризуется независимой от направления деградацией жесткости материала. При этом жесткость уменьшается равномерно во всех направлениях с помощью скалярного параметра повреждения, что типично для простых моделей повреждения континуума, также известных как модель повреждения Мазарса.

При этом не учитывается направление главных напряжений, а повреждение происходит в направлении, перпендикулярном к плоскости, которое также учитывает третье направление. Области напряжения на растяжение и сжатие обрабатываются отдельно. Для них используются различные параметры повреждения.

«Размер контрольного элемента» управляет тем, как деформация в области трещин масштабируется по длине элемента. При значении по умолчанию, равном нулю, масштабирование не производится. Это позволяет реалистично моделировать поведение волокнистого железобетона.

Анизотропное | Повреждение

Анизотропное повреждение бетона характеризуется зависящим от направления снижением жесткости материала и описывается с помощью тензора повреждения. Это позволяет моделировать разные жесткости в направлениях растяжения, сжатия и сдвига.

Физически, трещины действуют как дискретные зоны слабости с предпочтительной ориентацией, что приводит к значительным различиям в нормальной и сдвиговой жесткости перпендикулярной или параллельной плоскости трещин. В результате, материал локально проявляет ортотропное или трансверсально-изотропное поведение.

Теоретические основы модели материала 'Изотропное повреждение' вы можете найти в статье Нелинейная модель материала Повреждение. Подробные указания по моделированию волокнистого железобетона можно найти в статье Свойства материалов волокнистого железобетона.