【摘 要】
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计算机仿真技术的迅速发展为钢筋混凝土结构的深入研究提供了有力的工具。应用计算机对钢筋混凝土结构进行弹塑性分析,包括对其破坏过程的分析模拟,对于防止钢筋混凝土结构的
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计算机仿真技术的迅速发展为钢筋混凝土结构的深入研究提供了有力的工具。应用计算机对钢筋混凝土结构进行弹塑性分析,包括对其破坏过程的分析模拟,对于防止钢筋混凝土结构的倒塌破坏有着重要的意义。本文通过比较分析几种常用数值方法,采用显式有限元方法,运用比较成熟的有限元软件LS-DYNA程序,对钢筋混凝土柱的破坏过程进行了仿真研究,成功模拟了钢筋混凝土柱的破坏过程。论文首先分析讨论了钢筋混凝土破坏仿真的现状,简要介绍了LS-DYNA软件的功能特点和计算方法,着重讨论了对钢筋混凝土破坏仿真需要解决的基本问题,主要包括钢筋混凝土材料的本构关系和破坏准则、有限元单元和材料模型的选用等问题。通过比较分析,本文采用SOLID164和BEAM161单元分别作为混凝土和钢筋的模拟单元,采用分离式模型,混凝土材料采用MAT78(MAT-SOIL-CONCRETE)材料模型,钢筋采用MAT3(MAT_PLASTIC_KINE MATIC)随动强化模型,利用LS-DYNA程序中所特有的单元的失效删除对钢筋混凝土的破坏进行了仿真模拟。本文应用LS-DYNA对钢筋混凝土柱进行的仿真分析,从建模、网格划分、加载到求解过程均进行了大量的探索,最终实现了对钢筋混凝土柱破坏过程的仿真,并通过图片、动画、曲线等表现手段展示了仿真结果。通过仿真结果验证了本文在有限元单元类型、材料模型及材料参数选择上的合理性。同时分析了纵筋、箍筋和加载速率对混凝土柱破坏形态的影响,并与现有的一些认识进行了对比。最后对本文工作进行总结,归纳出了本文的主要结论,并给出了今后值得进一步研究的问题。
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