钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏仿真模拟

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计算机仿真技术的迅速发展为钢筋混凝土结构的深入研究提供了有力的工具。本文在钢筋混凝土梁正截面破坏仿真的基础上,针对斜截面的情况深入研究,利用大型有限元软件ANSYS对其破坏全过程进行了仿真模拟。论文从斜截面破坏的基本理论出发,分析斜截面承载力的影响因素和理论计算公式,为后面的仿真研究提供理论支持;着重讨论了斜截面仿真需要解决的基本问题,主要包括钢筋混凝土的组合模型、材料本构关系和破坏准则、混凝土开裂模拟及材料单元的选用等问题。通过比较分析,文章选择SOLID65和LINK8单元分别作为混凝土和钢筋的模拟单元,采用分离式组合模型,混凝土材料采用多线形随动强化本构关系和William-Warnke破坏准则,利用分布裂缝模拟混凝土开裂。文章结合一具体算例,利用ANSYS进行仿真分析,从建摸、网格划分、加载到求解过程均进行了大量的探索,最终实现斜截面破坏的仿真过程,并通过图片、动画、曲线等表现手段展示了仿真结果。为判断有限元分析结果的正确性,作者设计了若干片同样尺寸的小梁进行试验验证,从破坏形态、极限破坏荷载及竖向位移等方面进行了比较。结果表明,所选的有限元模型合理,能较好地再现混凝土结构的受力状况及裂缝的形成和发展。由此可见,仿真分析对于减少试验工作、改善教学手段及深入结构研究都具有十分重要的意义。
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