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2025-01-21

材料模型

混凝土、钢筋混凝土和钢纤维混凝土的非线性材料行为可以通过“各向同性 | 损伤”和“各向异性 | 损伤”材料模型来表示。

不同于其他材料模型,“各向同性 | 损伤”和“各向异性 | 损伤”模型的应力-应变图不会相对于原点呈反对称。因此,这些模型能够模拟混凝土或钢筋混凝土在受压和受拉时的不同行为。

这些模型还可以描述由于裂缝形成导致的材料刚度的持续退化。这使用了扩散裂缝模型。两种模型间的区别在于刚度降低的方法。

  • 在“各向同性 | 损伤”材料模型中,刚度降低通过一个标量损伤参数进行。
  • 在“各向异性 | 损伤”材料模型中,刚度降低则是通过单元级的损伤张量实现的。

各向同性 | 损伤

混凝土的各向同性损伤特征在于材料刚度的方向无关退化。刚度通过一个标量损伤参数在所有空间方向上均匀降低,这与简单的连续损伤模型(也称为Mazars损伤模型)相类似。

在此过程中,不考虑主应力方向,而是根据比较应变来进行损伤,该应变也包括垂直于平面的第三个方向。应力张量的拉伸和压缩区域分别处理,每个区域适用不同的损伤参数。

“参考单元大小”控制裂缝区域的应变如何与单元长度进行标定。默认值为零时不进行标定。因此,钢纤维混凝土的材料行为得到现实的模拟。

各向异性 | 损伤

混凝土的各向异性损伤特征在于材料刚度的方向依赖性降低,并通过损伤张量描述。这样可以描绘拉伸、压缩和剪切方向的不同刚度。

从物理上看,裂缝作为具有优先取向的非连续弱区发挥作用,使得垂直和平行于裂缝面的正交刚度和剪切刚度明显不同。因此,材料在局部表现出正交各向异性或横向各向同性的行为。

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