abaqus混凝土塑性损伤模型不收敛

4.5.2 混凝土和其它准脆性材料的塑性损伤模型

这部分介绍的是ABAQUS提供分析混凝土和其它准脆性材料的混凝土塑性损伤模型。

ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard “An inelastic constitutive model for concrete,” Section 4.5.1, 中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/Explicit, “A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3中的脆性开裂模型。

混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。

本节介

4.5.2 混凝土和其它准脆性材料的塑性损伤模型

这部分介绍的是ABAQUS提供分析混凝土和其它准脆性材料的混凝土塑性损伤模型。

ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard “An inelastic constitutive model for concrete,” Section 4.5.1, 中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/Explicit, “A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3中的脆性开裂模型。

混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。

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4.5.2 混凝土和其它准脆性材料的塑性损伤模型

这部分介绍的是ABAQUS提供分析混凝土和其它准脆性材料的混凝土塑性损伤模型。

ABAQUS 材料库中也包括分析混凝的其它模型如基于弥散裂纹方法的土本构模型。他们分别是在ABAQUS/Standard “An inelastic constitutive model for concrete,” Section 4.5.1, 中的弥散裂纹模型和在ABAQUS/Explicit, “A cracking model for concrete and other brittle materials,” Section 4.5.3中的脆性开裂模型。

混凝土塑性损伤模型主要是用来为分析混凝土结构在循环和动力荷载作用下的提供一个普遍分析模型。该模型也适用于其它准脆性材料如岩石、砂浆和陶瓷的分析；本节将以混凝土的力学行为来演示本模型的一些特点。在较低的围压下混凝土表现出脆性性质，主要的失效机制是拉力作用下的开裂失效和压力作用下的压碎。当围压足够大能够阻止裂纹开裂时脆性就不太明显了。这种情况下混凝土失效主要表现为微孔洞结构的聚集和坍塌，从而导致混凝土的宏观力学性质表现得像具有强化性质的延性材料那样。

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混凝土损伤因子的定义

BY lizhenxian27 1 损伤因子的定义

损伤理论最早是1958年Kachanov提出来用于研究金属徐变的。所谓损伤，是指在各种加载条件下，材料内凝聚力的进展性减弱，并导致体积单元破坏的现象，是受载材料由于微缺陷(微裂纹和微孔洞)的产生和发展而引起的逐步劣化。损伤一般被作为一种“劣化因素”而结合到弹性、塑性和粘塑性介质中去。

由于损伤的发展和材料结构的某种不可逆变化，因而不同的学者采用了不同的损伤定义。一般来说，按使用的基准可将损伤分为:

(1) 微观基准量

1,空隙的数目、长度、面积、体积;

2空隙的形状、排列、由取向所决定的有效面积。 (2) 宏观基准量

1、弹性常数、屈服应力、拉伸强度、延伸率。 2、密 度、电阻、超声波波速、声发射。

对于第一类基准量，不能直接与宏观力学量建立物性关系，所以用它来定义损伤变量的时候，需要对它做出一定的宏观尺度下的统计处理(如平均、求和等)。

对于第二类基准量，一般总是采用那些对损伤过程比较敏感，在实验室里易于测量的量，作为损伤变量的依据。

由于微裂纹和微孔洞的存在，微缺陷所导致的微应力集中以及缺陷

混凝土损伤因子的定义

BY lizhenxian27 1 损伤因子的定义

损伤理论最早是1958年Kachanov提出来用于研究金属徐变的。所谓损伤，是指在各种加载条件下，材料内凝聚力的进展性减弱，并导致体积单元破坏的现象，是受载材料由于微缺陷(微裂纹和微孔洞)的产生和发展而引起的逐步劣化。损伤一般被作为一种“劣化因素”而结合到弹性、塑性和粘塑性介质中去。

由于损伤的发展和材料结构的某种不可逆变化，因而不同的学者采用了不同的损伤定义。一般来说，按使用的基准可将损伤分为:

(1) 微观基准量

1,空隙的数目、长度、面积、体积;

2空隙的形状、排列、由取向所决定的有效面积。 (2) 宏观基准量

1、弹性常数、屈服应力、拉伸强度、延伸率。 2、密 度、电阻、超声波波速、声发射。

对于第一类基准量，不能直接与宏观力学量建立物性关系，所以用它来定义损伤变量的时候，需要对它做出一定的宏观尺度下的统计处理(如平均、求和等)。

对于第二类基准量，一般总是采用那些对损伤过程比较敏感，在实验室里易于测量的量，作为损伤变量的依据。

由于微裂纹和微孔洞的存在，微缺陷所导致的微应力集中以及缺陷

混凝土损伤因子的定义

BY lizhenxian27 1 损伤因子的定义

损伤理论最早是1958年Kachanov提出来用于研究金属徐变的。所谓损伤，是指在各种加载条件下，材料内凝聚力的进展性减弱，并导致体积单元破坏的现象，是受载材料由于微缺陷(微裂纹和微孔洞)的产生和发展而引起的逐步劣化。损伤一般被作为一种“劣化因素”而结合到弹性、塑性和粘塑性介质中去。

由于损伤的发展和材料结构的某种不可逆变化，因而不同的学者采用了不同的损伤定义。一般来说，按使用的基准可将损伤分为:

(1) 微观基准量

1,空隙的数目、长度、面积、体积;

2空隙的形状、排列、由取向所决定的有效面积。 (2) 宏观基准量

1、弹性常数、屈服应力、拉伸强度、延伸率。 2、密 度、电阻、超声波波速、声发射。

对于第一类基准量，不能直接与宏观力学量建立物性关系，所以用它来定义损伤变量的时候，需要对它做出一定的宏观尺度下的统计处理(如平均、求和等)。

对于第二类基准量，一般总是采用那些对损伤过程比较敏感，在实验室里易于测量的量，作为损伤变量的依据。

由于微裂纹和微孔洞的存在，微缺陷所导致的微应力集中以及缺陷

Ramberg-Osgood relationship From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to: navigation, search The Ramberg-Osgood equation was created to describe the non linear relationship between stress and strain—that is, the stress-strain curve—in materials near their yield points. It is especially useful for metals that harden with plastic deformation (see strain hardening), showing a smooth elastic-plastic transition. In its original form, it says that ,[1] where

ε is strain, σ is stress, E is Young's modulus, and K and n are con

计算结果不收敛的原因

——模型、网格、边界条件、迭代方法等都有可能导致结果不收敛。 有时候要让计算结果收敛需要凭经验调整参数，但有时候收敛的计算结果不一定就是一个好的结果。

计算结果不收敛的解决方法——

<1>、一般首先是改变初值，尝试不同的初始化，事实上好像初始化很关键，对于收敛。

<2>、查找网格问题，改善网格质量。 <3>、有时边界条件的设置严重影响收敛性。

<4>、重算至发散前几步，看presure分布，看不出来的话，再算几步, 看看问题大概出在那个区域。然后对这个区域（加密或变稀）进行网格的改善。

<5>、设几个监测点，比如出流或参数变化较大的地方，若这些地方的参数变化很小，就可以认为是收敛了，尽管此时残值曲线还没有降下来。

<6>、调节松弛因子。

怎样判断计算结果是否收敛——

1、监测点处的值不再随计算步骤的增加而变化；

2、各个参数的残差随计算步数的增加而降低，最后趋于平缓； 3、要满足质量守恒（计算中不牵涉到能量）或者是质量与能量守恒

（计算中牵涉到能量）。

特别要指出的是——即使前两个判据都已经满足了，也并不表示已经得到合理的收敛解了，因为如果松弛因子设置得太紧，各参数在每步计算的变化都不是太大，也会使前两个判据得到满足。此时就要再看第三个判据了。

还需要

解决非线性分析不收敛的技巧

大家都提到了收敛困难的问题为加速收敛应该注意一下几个问题 : 1 收敛容差ANSYS缺省的收敛准则会根据单元的不同而检查不同的收敛力素和容差例如当采用solid65和link8时,缺省的要检查F和DISP两个力素其容差也是缺省的(Help中有)对于钢筋混凝土结构一般而言其位移比较小仅使用F力素收敛即可但其容差也同时放松一般采用5%即可(缺省是5)命令:cnvtol,f,,0.05,2 2 其它选项的设置

自动时间步打开此选择可以让程序决定子步间荷载增量的大小及其是增加或是减小收敛速度较快(命令autots,1)打开后似乎定义的子步数不起控制作用了

打开线性搜索可以帮助收敛的速度(命令:lnsrch,1) 打开预测器可以帮助收敛的速度(命令red,on)

平衡迭代次数在每一子步中的迭代次数缺省是25,将其增加例如改为50(命令: neqit,50)

NSUBST此值不宜过小否则计算过程中老是调整影响计算速度 当然对于比较简单的算例或是分布模型可能不需要如此多的选项但对于复杂的模型是需要的各位可以试试

影响非线性收敛稳定性及其速度的因素很多：

1、模型——主要是结构刚度的大小。对于某些结构，从概念的角度看，可以认

第19章 累积损伤与失效

总结

本章主要讲解累积损伤与失效的概论、塑性金属材料的累积损伤与失效和纤维增强复合材料的累积损伤与失效。其中重点内容有：

? 塑性金属材料损伤萌生准则，包括有：塑性准则、Johnson-Cook准则、剪切

准则、成形极限图准则、成形极限应力图准则、M-K准则和M-S成形极限图准则，其中M-K准则较难理解。

? 塑性金属材料的演化规律，包括有：基于有效塑性位移的损伤演化规律和基

于能量耗散理论的损伤演化规律。

? 塑性金属材料失效后网格中单元的移除，其中壳单元的移除较难理解。 ? 纤维增强复合材料损伤萌生准则，包括有：纤维拉伸断裂、纤维压缩屈曲和

扭结、基体拉伸断裂和基体压缩破碎。

? 纤维增强复合材料损伤的演化，四种失效模式（纤维拉伸失效、纤维压缩失

效、基体拉伸断裂失效和基体压缩破碎失效）均基于能量耗散理论，并对应不同的损伤变量，其中损伤变量的求解比较繁琐。

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第19章 累积损伤与失效

目录

19 累积损伤与失效分析.............................................................................................. 3

19