关于ADINA里混凝土压碎的考虑和应力集中

zz1010

最近在做一个混凝土的模型，碰到3个问题：
1、网格划分大一点呢，各个钢筋单元的应力相差很多，就把网格划小点了，然后就出现混凝土材料破坏，也就是应力集中，在一个混凝土单元里出现结构的最大应力和最小应力，就无法继续往下算了。
2、我记得在ANSYS里可以不考虑混凝土的压碎，在ADINA里可以实现这个功能么，本想通过调节本构关系的参数来实现，就是把压碎值调大点，但是没有成功。
3、经常会出现混凝土单元某一个节点位移过大，出现材料破坏，用改进的牛顿法也还是会那样。有什么办法可以解决么
        感觉自己的理论水平很差，解决不了。各位能不能帮忙下，先谢了。

civil fans

我给你回答一下，看看能不能解觉你的问题。
1、网格大小对计算结果影响较大，但也不是说网格就需要划分得非常细密。过分细密的网格对变形适应能力会降低（特别是存在局部变形或者边界设置不当导致的局部应力集中区域），通常“雅克比行列式为负值”的警告提示有时候就和过于细密的网格有关。
2、adina里面无论采用rebar模拟钢筋还是用truss模拟钢筋（钢筋和混凝土初始处于完全粘结状态），得到的钢筋应力都不会是很光滑连续的（针对你说的“各个钢筋单元的应力相差很多”），这里面既有数值模型边界处理的原因，也有实际物理模型工作条件的影响因素，主要原因还是实际物理模型本来就存在这样的问题（你换用aba或者marc得出的结果也不会好到哪里去）。
3、adina里面不可以直接关闭压碎，但可以把抗压强度设置得比较高来等效代替，但如果关心混凝土的实际工作行为，建议不要这样做，弹塑性分析各个阶段材料的状态对结果影响很大，原则应该是得到正确的结果，而不是收敛的结果。收敛的结果不符合实际的话，这样的结果也是没有意义的。
4、adina混凝土计算的能力是超强的。影响收敛的因素很多，比如边界合理设置，求解子步数量的设置，收敛容差和收敛标准的设置都很重要，这些设置和ansys环境的设置是一样的，没有必要再做多的探讨。adina和其他程序不同的一个改进收敛的重要手段就是引进“微动力阻尼系数”，这个系数对绝大多数稳态非线性问题具有举足轻重的影响意义，一般最大可以设置到0.2-0.3，这样的系数对结果精度肯定有影响，但个人经验，其影响在工程接受范围之内。

针对你的问题只能说这些了，有问题的话，可以具体一点贴出来讨论讨论

zz1010

首先非常感谢您的回复。
对于第一点，我想问一下，网格大小对计算结果影响的主要是因为什么，提示一下，我自己去看书。
2.您说的这个问题我也发现了，我发现钢筋的锚固段基本是没多少大的应力的。在后期更精确的分析中，我也想考虑钢筋混凝土滑移的影响，我知道可以加弹簧或是界面单元，不知道您有什么好的建议，主要是要考虑哪些因素，对其中的系数取值的建议。
3.对于这点我想我还是再去研究下ADINA的混凝土本构，怎么样去考虑适合实际问题的模型。
4.我最感兴趣的是您说的第四点。这个“微动力阻尼系数”具体对应ADINA里那个系数，到现在还没曾发现。ADINA理论手册里有这个参数的介绍么。
再次感谢您的回复，这是我今天晚上最开心的事。如果您看到这个，还请抽空给予回复。

civil fans

1、一般而言，网格越精细，意味着积分点增多，节点也增多，积分结果就越精确，后期插值的结果当然就越精确。但网格细密也意味着成数量级增长的计算时间消耗，特别是非线性问题——虽然adina的求解速度飞快，但也不能用这种方式去考验它吧 ；网格细密之后的另外一个可能后果就是我第一条中提到的“雅克比行列式为负值”的情况，特别是非线性问题，局部变形较大的时候。
2、考虑滑移或者边界单元，是属于比较理想的方式，不过我查阅过很多混凝土非线性分析方面的资料和文献，似乎还没看到一个公认的好的本构模式，比如，采用非线性弹簧单元，选择什么样的非线性弹簧刚度公式呢，不过，这个课题还是很有意义，希望你能做出成绩。需要注意的是，采用边界单元需要考虑建模的难度，单根构件是具有操作性的，但是针对复杂节点或者结构，这种方式的可操作性让人怀疑...........（感觉忽悠的成分居多，要不就是还没有形成合适的数值手段）
3、adina的混凝土本构是基于弹塑性模式的本构关系。和CAE市面上的其他大牌通用程序的混凝土本构并无两样。
4、在分析选项“analysis options”下面寻找设置。

civileol

同样十分感谢civilfans的精彩回答，从你的回答中学到不错的东西。我给楼主补充一下第四个问题，那个低速动力阻尼系数在这里：见图。这是ADINA特有的。据说对收敛很有用。日后希望能用到。

[ 本帖最后由 civileol 于 2009-1-13 01:29 编辑 ]

lynnxiong

我以前试过几次，那个参数对计算结果还是有一定影响的，不过我不知道多大的影响算可以接受，没工程经验哦。。。

civileol

有一定影响，参数要靠根据具体项目来调整吧。而且说明手册里有较详细的注意事项。

zz1010

谢谢您的回答，这个寒假准备回去看三本书，有限元，数值分析和ADINA的理论手册。到时候有问题再请教您。

zz1010

感谢您的回复，我再调下那个系数，看看结果会怎么样。

libin77021748

我也是做ADINA混凝土的！里面还有箍筋，纵筋。在划分单元时，箍筋由于是随着混凝土自动划分，所以得到的箍筋单元成了六边形，而不是矩形！这直接影响了我的计算结果！请问，谁能解决一下这个问题！
我最近想用BEAM单元模拟箍筋，用rebar模拟纵筋，不知道怎么样！

对了在迭代那里，混凝土一定要选择自动追踪为YES而不是默认。

自动时间步长要设置大一些！这对混凝土计算是必须的！

zz1010

你说的这个问题我也遇到过，这个是没办法避免的，因为ADINA理论手册上就是这么说的。如果可以的话，你可以采用truss单元，和混凝土共节点，这样就不会有问题。
但我个人认为这个问题不大，如果在混凝土里要考虑所有的问题，反而做不好，看你要做什么结构了。
其他问题我说不上来，你下面说的自动追踪具体指哪里？能说下么
大家多交流

civileol

是打开线性搜索吧？不过默认就是打开线性搜索。

我有一个问题，如果在求解混凝土时，采用协调单元和采用非协调单元有什么不一样？

libin77021748

不好意思。楼上的说的对！我记错了。不过，好像默认不是吧！还是修改为YES放心！
楼上说的这个好像不用修改用默认就行！
我想问：我用BEAM为箍筋，这个BEAM怎么和混凝土耦合？
请指教

[ 本帖最后由 libin77021748 于 2009-1-13 21:55 编辑 ]

zz1010

我猜测应该是混凝土单元之间边界不用完全重合吧，对于变形比较大的结构，这样结构不容易出现单元扭曲造成的应力集中。
完全猜测，请查阅相关文献。

zz1010

如果你是指线性搜索的话，那是在求极限荷载的的时候有用，主要是在非线性材料的极值点。仅供参考。

libin77021748

一般默认就可以！非协调是计算更精确

civileol

赐教赐教，敢问兄台能否具体解释一下，和ZZ1010的解答有些矛盾啊。多谢多谢。

chb1973

hao,thanks

westinglie

看了这个贴子，学到很多东西啊

chrisredfield

做混凝土总会遇到这样那样的问题，这种帖子常看常新，总会有收获，希望这样好帖越来越多。