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000127
2024-04-29

VE0127 | 材料模型

说明

Kelvin-Foigt 材料模型由并联的线性弹簧和粘滞阻尼器组成。 在该验算示例中测试了模型在加载和松弛过程中以 24 小时为间隔时间的时行为。 施加 12 小时的恒定力 Fx ,在其余 12 小时内为材料模型无荷载(松弛)。 评估 12 和 20 小时后的变形。 使用“线性隐式 Newmark 方法”进行时程分析。

系统属性 弹簧 刚度 k 100,000 kN/m
阻尼器 粘滞阻尼 C 1000000,000 kNs/m
荷载 Fx 1,000 kN

解析解

Kelvin-Foigt 材料模型是弹簧和阻尼器的并联连接。 弹簧应变εe和阻尼器应变εv相等(εev =ε)。 该模型的总应力定义为弹簧和阻尼器中的应力总和 (σ=σev )。 使用本构方程,外加应力 σx引起的应变的微分方程如下:

求解该微分方程,可以得到 Kelvin-Foigt 材料模型在特定时间的变形。

C 是根据初始条件的积分常数。 在加载开始时 (ε(0)=0) 为零应变,

该公式可以重新改写为力、变形、刚度和阻尼的形式。

松弛后的变形可以通过类似的过程计算,只是初始条件不同:

结果总结在下表中。

RFEM 和 RSTAB 设置

  • 在 RFEM 6.05 中建模
  • 用于使用荷载系数时间曲线的时程分析
  • 使用线性隐式 Newmark 法

结果输出

任意解 RFEM 6 比值
ux (t=12 h)[毫米] 9,867 9,867 1,000
ux (t=20 h)[毫米] 0,554 0,554 1,000

下图显示了变形 ux的时间曲线。



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