裂缝模型说明.doc

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裂缝模型说明 1裂缝模型介绍 在钢筋混凝土结构的有限元分析中，常用的裂缝模型有以下几种：1，弥散（分布）裂缝模型；2，离 散裂缝模型；3，断裂力学模型。
除此之外，还有其他一些形式的模型。
那么，如何在种类繁多的开裂 数学模型中选用合适的模型用于实际结构分析呢，这取决于有限元分析的对象以及需要得出哪些数 据。
如果需要获得结构的荷载位移特性曲线，而不需要裂缝的实际分布图形及局部应力状况，那么， 就可以选择所谓“弥散裂缝模型”。
如果研究的兴趣在于结构局部特性的细节，那么采用离散裂缝模 型更为适合。
对于某些特殊类型的问题，采用基于断裂力学原理的开裂模型也许更为方便。
弥散裂缝模型也被称
裂缝模型说明 1裂缝模型介绍 在钢筋混凝土结构的有限元分析中，常用的裂缝模型有以下几种：1，弥散（分布）裂缝模型；2，离 散裂缝模型；3，断裂力学模型。
除此之外，还有其他一些形式的模型。
那么，如何在种类繁多的开裂 数学模型中选用合适的模型用于实际结构分析呢，这取决于有限元分析的对象以及需要得出哪些数 据。
如果需要获得结构的荷载位移特性曲线，而不需要裂缝的实际分布图形及局部应力状况，那么， 就可以选择所谓“弥散裂缝模型”。
如果研究的兴趣在于结构局部特性的细节，那么采用离散裂缝模 型更为适合。
对于某些特殊类型的问题，采用基于断裂力学原理的开裂模型也许更为方便。
弥散裂缝模型也被称为分布裂缝模型，其实质是将实际的混凝土裂缝“弥散”到整个单元中，将 混凝土材料处理为各向异性树料，利用混凝土的材料本构模型来模拟裂缝的影响。
这样，当混凝土某 一单元的应力超过了开裂应力，则只需将材料本构矩阵加以调整，无需改变单元形式或重新划分单 元网格，易于有限元程序实现，因此得到了非常广泛的应用。
Baza等提出的钝带裂缝模型则进一步发 展了传统的弥散裂缝模型，通过引入裂缝带、断裂能等概念，使弥散裂缝模型和断裂力学相结合，减 小了单元尺寸的影响。
现在的大型商用非线性有限元程序包里面基本都集成了弥散裂缝模型，用于 模拟混凝土、岩石等材料的开裂。
离散裂缝模型是最早提出的模拟混凝土开裂的裂缝模型，其基本思想是：将裂缝处理为单元边界，一 旦出现裂缝就调整节点位置或增加新的节点，并重新划分单元网格，使裂缝处于单元边界与边界之 间。
这样，由裂缝引起的非连续性可以很自然的得到描述，裂缝的位置、形状、宽度也可以得到较清 晰的表达。
由于离散裂缝模型是使用单元边界来模拟裂缝，因此随着裂缝的发生和发展，需要不断调 整单元网格。
这是 项非常复杂的工作，需要消耗大量的计算机时，也是妨碍分离裂缝模型发展的主要原因