ANSYS高级非线性培训手册第08章.ppt

July 30, 1999 第八章 Drucker-Prager 与混凝土 Drucker-Prager 塑性与混凝土本章综述 本章包括一些土木本构模型, 即 ANSYS 中可用的 Drucker-Prager 塑性和混凝土。 Drucker-Prager 用于颗粒状材料, 如土壤、岩石、混凝土。 混凝土模型用于表示脆性材料的特性, 包括岩石和某些陶瓷材料。介绍了断裂和压碎选项。 Drucker-Prager 塑性与混凝土 ... 本章综述 本章讨论下列内容: A. Drucker-Prager 塑性 B. 混凝土模型 Drucker-Prager 塑性与混凝土 A. Drucker-Prager 塑性 Drucker-Prager (DP) 塑性应用于颗粒状(摩擦)材料, 如土壤、岩石和混凝土。 与金属塑性不同, 对于DP, 屈服面是与压力有关的 von Mises面: 式中 se 是修正的等效应力, sm 是静水压力, b是材料常数。 在主应力空间画出的屈服面 是一个圆锥。 Drucker-Prager 塑性与混凝土 ... Drucker-Prager 塑性 一些重要的注意点: 压缩时, 静水压力的增加导致屈服强度的增加。 因为体积应变与静水压力有关, 所以能考虑由于屈服引起的材料的体积膨胀。 假设没有硬化, 因此材料行为是弹性-理想塑性。 Drucker-Prager 塑性与混凝土 ... Drucker-Prager 塑性 可将屈服准则写成如下形式. 材料参数 b 和 sy被定义为 式中 f 是内摩擦角, c 为粘滞力。 DP 模型需要输入粘滞力(剪切屈服应力) “c”, 单位为应力的单位。 还需输入内摩擦角“f” ，单位为度。 Drucker-Prager 塑性与混凝土 ... Drucker-Prager 塑性 注意压缩时的屈服应力大于拉伸时的屈服应力。 若有单轴拉伸 st 和压缩 s c 屈服应力作为原始数据, 可由下列式子将它们转换为材料参数 f 和 c: Drucker-Prager 塑性与混凝土 ... Drucker-Prager 塑性 方程的简单变换说明在主应力空间原点和拉伸屈服之间的距离等于(c)cot(f) 。 Drucker-Prager 塑性与混凝土 ... Drucker-Prager 塑性 除了前面提及的两个参数 f 和 c, 还有另外一个称为剪胀角 ff 的参数, 需要为 DP 模型输入。 剪胀角 ff 控制将要发生的体积膨胀的数量。 颗粒在材料剪切时相互“隆起”是致密颗粒状材料的一个例子。 图示它的一种方法是在子午平面上画出屈服面。“p” 是静水压力, “q” 是修正的等效应力。 Drucker-Prager 塑性与混凝土 ... Drucker-Prager 塑性 在如下的子午平面, ff 表示塑性流动的方向(剪胀角)，另一方面, f 表示屈服面外法线的方向(内摩擦角)。 若ff=f, 则流动法则称为关联的，结果发生明显的体积膨胀。 若fff, 则流动法则为非关联的，发生较小的体积膨胀。 若ff=0, 则不发生体积膨胀(塑性流动与屈服面垂直)，这通常是一种更保守的途经。 Drucker-Prager 塑性与混凝土  ... DP 的 ANSYS 过程 仅某些单元支持 DP 塑性: ‘核心’ 单元: PLANE42, SOLID45, PLANE82, SOLID92 和 SOLID95 其它单元: LINK1, PLANE2, LINK8, PIPE20, BEAM23, BEAM24, SHELL43, SHELL51, PIPE60, SOLID62, SOLID65, SHELL91, SHELL93 和 SHELL143 Drucker-Prager 塑性与混凝土  ... DP 的 ANSYS 过程 可通过材料 GUI 或 TB 命令输入 DP 材料参数: Main Menu Prepr