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ANSYS混凝土有限元分析收敛研究

(2023-11-30 19:30:48)
标签:

有限元分析

有限元软件

有限元

强度分析

结构分析

编辑:杭州那泰科技    www.nataid.com

ANSYS混凝土有限元分析收敛研究

ANSYS混凝土有限元分析收敛(数值)是比较困难的,主要影响因素是网格密度、子步数、收敛准则等,这里讨论如下。

(1)网格密度:网格密度适当能够收敛。不是网格越密越好,当然太稀也不行,这仅仅是就收敛而言的,不考虑计算费用问题。单元各向尺寸差异不能太大。

(2)子步数:NSUBST的设置很重要,设置太大或太小都不能达到正常收敛。这点可以从收敛过程图看出,如果F范数曲线在曲线上面走形的很长,可考虑增大NSUBST,或者根据经验慢慢调正试算。

(3)收敛精度:实际上收敛精度的调正并不能彻底解决收敛的问题,但可以放宽收敛条件以加速,一般不超过5%(缺省是0.5%),一般位移控制的加载最好用位移的无穷范数控制收敛,而用力控制加载时可用残余力的二范数控制收敛。

(4)混凝土压碎的设置:不考虑压碎时,计算相对容易收敛;而考虑压碎则比较难收敛。

(5)其他选项:如线性搜索、预测等项也可以打开,以加速收敛,但不能根本解决问题。

   试验与有限元计算荷载—跨中挠度曲线如图7所示。比较曲线形状可以看出,试验曲线和有限元计算所得的结果吻合非常好,特别是混凝土梁裂缝出现前的一段曲线(P/2<20 kN)。主要是因为各种材料还处于线弹性阶段。但是,在后期2条曲线的走势差别明显,试验曲线的斜率变小而模拟曲线的走势还表现为直线上升。这主要是因为有限元模型没有考虑钢筋与CFRP和混凝土之间的粘结滑移关系;同时,实际中,混凝土梁材料的不均匀性及在荷载作用下纤维布与梁的粘贴质量导致梁发生粘结剥离提前破坏对加固梁刚度的影响,使计算与试验结果有所差别。

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