ANSYS:DruckerPrager与混凝土.ppt
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1、Drucker-Prager 与混凝土与混凝土Drucker-Prager 塑性与混凝土塑性与混凝土本章综述本章综述本章包括一些土木本构模型本章包括一些土木本构模型,即即 ANSYS 中可用的中可用的 Drucker-Prager 塑性和混凝土。塑性和混凝土。Drucker-Prager 用于颗粒状材料用于颗粒状材料,如土壤、岩石、混凝土。如土壤、岩石、混凝土。混凝土模型用于表示脆性材料的特性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。介包括岩石和某些陶瓷材料。介绍了断裂和压碎选项。绍了断裂和压碎选项。Drucker-Prager 塑性与混凝土塑性与混凝土.本章综述本章综述本章讨
2、论下列内容本章讨论下列内容:A.Drucker-Prager 塑性塑性B.混凝土模型混凝土模型Drucker-Prager 塑性与混凝土塑性与混凝土 A.Drucker-Prager 塑性塑性Drucker-Prager(DP)塑性应用于颗粒状塑性应用于颗粒状(摩擦摩擦)材料材料,如土壤、岩如土壤、岩石和混凝土。石和混凝土。与金属塑性不同与金属塑性不同,对于对于DP,屈服面是与压力有关的屈服面是与压力有关的 von Mises面面:式中式中 s se 是修正的等效应力是修正的等效应力,s sm 是静水压力是静水压力,b b是材料常数。是材料常数。在主应力空间画出的屈服面在主应力空间画出的屈服面
3、 是一个圆锥。是一个圆锥。21213sMsTmebsss1s2s3s1 s2 s3Drucker-Prager 塑性与混凝土塑性与混凝土.Drucker-Prager 塑性塑性一些重要的注意点一些重要的注意点:压缩时压缩时,静水压力的增加导致屈服强度的增加。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所以能考虑由于屈服引起的材料的体积膨胀。积膨胀。假设没有硬化假设没有硬化,因此材料行为是弹性因此材料行为是弹性-理想塑性。理想塑性。Drucker-Prager 塑性与混凝土塑性与混凝土.Drucker-Prager 塑性
4、塑性可将屈服准则写成如下形式可将屈服准则写成如下形式.材料参数材料参数 b b 和和 s sy被定义为被定义为 式中式中 f f 是内摩擦角是内摩擦角,c 为粘滞力。为粘滞力。DP 模型需要输入粘滞力模型需要输入粘滞力(剪切屈服应力剪切屈服应力)“c”,单位为应力的单位。单位为应力的单位。还需输入内摩擦角还需输入内摩擦角“f f”,单位为度。单位为度。yTmsMsFsbs21213ffbsin33sin2 ffssin33cos6cyDrucker-Prager 塑性与混凝土塑性与混凝土.Drucker-Prager 塑性塑性注意压缩时的屈服应力大于拉伸时的屈服应力。注意压缩时的屈服应力大于拉
5、伸时的屈服应力。若有单轴拉伸若有单轴拉伸 s st 和压缩和压缩 s s c 屈服应力作为原始数据屈服应力作为原始数据,可由下列式子可由下列式子将它们转换为材料参数将它们转换为材料参数 f f 和和 c:tctcytctcsssssssssb323ffsbbfcos6sin333233sin1ycDrucker-Prager 塑性与混凝土塑性与混凝土.Drucker-Prager 塑性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 f)。s1s2s3s1 s2 s3 fcotc fsffsffsbscot
6、sin33cos6sin33sin233ccmmymDrucker-Prager 塑性与混凝土塑性与混凝土.Drucker-Prager 塑性塑性除了前面提及的两个参数除了前面提及的两个参数 f f 和和 c,还有另外一个称为剪胀角还有另外一个称为剪胀角 f ff 的参的参数数,需要为需要为 DP 模型输入。模型输入。剪胀角剪胀角 f ff 控制将要发生的体积膨胀的数量。控制将要发生的体积膨胀的数量。颗粒在材料剪切时相互颗粒在材料剪切时相互“隆起隆起”是致密颗粒状材料的一个例子。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。图示它的一种方法是在子午平面上画出屈服面。“p
7、”是静水压力是静水压力,“q”是修正的等效应力。是修正的等效应力。pqf f f ffDrucker-Prager 塑性与混凝土塑性与混凝土.Drucker-Prager 塑性塑性 在如下的子午平面在如下的子午平面,f ff 表示塑性流动的方向表示塑性流动的方向(剪胀角剪胀角),另一方面,另一方面,f f 表表示屈服面外法线的方向示屈服面外法线的方向(内摩擦角内摩擦角)。若若f ff=f,f,则流动法则称为则流动法则称为关联的关联的,结果发生明显的体积膨胀。,结果发生明显的体积膨胀。若若f ff Preprocessor Material Props Material Models Struc
8、tural Nonlinear Inelastic Non-metal Plasticity应输入所有的常数应输入所有的常数(即粘滞力不能为即粘滞力不能为0),注意还需输入弹性材料属性,注意还需输入弹性材料属性(杨氏模量杨氏模量EX),本材料模型不考虑温度相关性。本材料模型不考虑温度相关性。TB,DP,1,0 TBDATA,1,cohesionTBDATA,2,fricangleTBDATA,3,flowangleDrucker-Prager 塑性与混凝土塑性与混凝土 .DP 的的 ANSYS 过程过程Drucker-Prager 是率无关塑性模型,对求解选项是率无关塑性模型,对求解选项,与其
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- ANSYS DruckerPrager 混凝土