混凝土的开裂和压碎有限元分析
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图为从程序计算过程生成图中截取的C1,C2和C3杆在极限状态下的裂缝开展图。限于篇幅,仅给出了控制区段的裂缝开展图。Solid65单元混凝土的开裂和压碎显示方法为:开裂在开裂平面内显示圆圈,压碎用八面体表示。如果裂缝开裂后又闭合,则在圆内打上交叉符号。每个积分点最多在3个平面开裂,分别对应3个主应力所在平面。在积分点上的第1条裂缝用红色圆圈表示,第2条裂缝用绿色圈表示,第3条裂缝用蓝色圈表示。当显示在单元质心时,程序根据单元积分点的状态确定。如单元中所有积分点都已压碎,则压碎显示在单元质心;如单元所有积分点都已开裂或开裂后又闭合,则开裂符号显示在单元质心。由于彩图转换成灰度图后,无法再区分颜色,故图6只能根据亮圈密度区分裂缝密度。
从图6可以看到裂缝在控制区段分布密集,开裂符号均显示在单元质心,在电杆控制区段内裂缝在3个主应力平面上最终都出现开裂。计算过程中观察到,电杆沿杆长方向全长范围开裂,且在控制区段之外的范围出现的裂缝多为一次开裂。在中间段裂缝开展图中可以很明显看出,贯穿长度比较大的裂缝间距约跨2个单元,由于划分网格时,沿杆长方向每50mm为一个网格长度,因此可以知道电杆中间段开裂的平均主裂缝间距接近100mm,与试验过程中电杆开裂的主裂缝间距吻合。
a。利用ANSYS有限元分析模拟,可以较好地反映锥形混凝土电杆这种中空薄壁、高钢筋配置密度的混凝土构件的力学行为。
b。对锥形混凝土电杆的有限元分析中,钢筋混凝土电杆中混凝土采用非线性弹性模型,钢筋采用弹塑性模型,采用以拉应力控制的破坏准则和位移收敛模式进行计算,可以得到与试验结果吻合度较高的稍端荷载-挠度、控制区弯矩-应变曲线及裂缝分布状态。

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