ABAQUS钢筋混凝土冲击论文复现—RC梁冲击有限元模拟试验验证
关键词
关键词
冲击模拟；冲击本构；ABAQUS；动力显式；论文复现
模拟背景
模拟背景
相比静力或准静力问题，钢筋混凝土结构的冲击问题计算难度更大，且材料冲击本构与静力本构有明显差别
目前大多采用LS-dyna分析混凝土结构冲击问题，尚无公开采用ABAQUS完成试验验证的钢筋混凝土结构冲击视频教程
实际上ABAQUS除了在分析静力或准静力问题具有强大的非线性分析优势外，在混凝土结构的冲击问题上，也有较好的适用性和分析精度
复现内容
复现内容
本次案例分析带来了一期硕士学位论文中的试验复现—钢筋混凝土梁的跨中锤击，在试验中记录锤击力和跨中挠度。加载方式与试件配筋如下图所示。
博主在经过大量类似钢筋混凝土冲击分析以及试验验证后，说明了ABAQUS在分析钢筋混凝土冲击问题上的优势，并验证了本案例的准确性。
锤击加载方式
试件配筋
模拟难点
模拟难点
对于钢筋混凝土结构的冲击分析，主要难点有：
1、冲击问题的分析步设置与其他准静力分析有何区别
2、混凝土材料与钢筋材料如何考虑冲击效应并采用动态本构
3、如何考虑多次冲击下的预损效应
4、破坏形态，挠度、冲击力的历程曲线与试验结果的对比
历程曲线对比
历程曲线对比
跨中挠度历程曲线与试验结果吻合一致。初始阶段、峰值点、恢复段等均与试验结果吻合较好。
冲击力历程曲线与试验结构吻合一致。初始峰值，以及后续的波段，下降段等与试验吻合较好。
两条历程曲线与试验结果同时吻合，这表明数值结果能够反映试验情况。
跨中挠度历程曲线对比
冲击力历程曲线对比
破坏形态对比
破坏形态对比
破坏形态与试验结果吻合。以试件底部发生竖向弯曲裂缝为主，在两侧也有少量的剪切斜裂缝。
破坏形态对比
结语
钢筋混凝土结构的冲击问题属于结构工程中的难点，其复杂的动态本构、分析步设置与常见的准静态分析具有明显差别，且结果敏感性极强，微小的设置偏差就可能对结果造成明显的影响。本次案例对已有模型的关键细节进行讲解，包含动态本构理论与模型、边界条件、分析步、后处理等。可为类似钢筋混凝土结构的冲击分析提供参考。
