[發明專利]一種纖維混凝土有限元模型的構建方法

在審

• 申請號: 201710092164.5
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106874603A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 陳峰
• 申請（專利權）人: 福建江夏學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種纖維混凝土有限元模型的構建方法，其特征在于，

步驟S1：通過ANSYS有限元軟件模擬混凝土，且在建模過程中，考慮混凝土在開裂后的應力軟化行為，不考慮混凝土的大變形；

步驟S2：對纖維進行建模；

步驟S3：對玄武巖纖維與混凝土之間的粘結和滑移進行模擬；

步驟S4：設置混凝土和纖維的材料參數；

步驟S5：建立纖維混凝土立方體試塊對應的幾何模型；

步驟S6：采用掃略網格的方式進行網格劃分，利用select通過單元編號選擇纖維管單元，再用reselect在已選擇的管單元上選擇所有節點；然后利用select找到與管單元上節點最近的立方體單元節點，用E命令將對應的兩點用彈簧單元連接；

步驟S7：對模型施加荷載及位移約束，對模型進行求解。

2.根據權利要求1所述的一種纖維混凝土有限元模型的構建方法，其特征在于，在所述步驟S1中，采用ANSYS有限元軟件中的solid65實體單元對混凝土進行建模；在solid65實體單元中將extra displacement shapes設置為exclude，將stress relax after cracking設置為include。

3.根據權利要求1所述的一種纖維混凝土有限元模型的構建方法，其特征在于，在所述步驟S2中，采用管單元pipe289模擬纖維，將表示隨機分布纖維的兩端坐標數據通過命令流的形式輸入，建立關鍵點，再用命令將相應的關鍵點連接建立數條線段以代表纖維。

4.根據權利要求1所述的一種纖維混凝土有限元模型的構建方法，其特征在于，在所述步驟S3中，通過combin39彈簧單元模擬玄武巖纖維與混凝土之間的粘結和滑移。

5.根據權利要求4所述的一種纖維混凝土有限元模型的構建方法，其特征在于，在所述步驟S3中，粘結滑移關系由拔出破壞的試驗數據所擬合的曲線計算獲取，且擬合的關系式為：

$\begin{array}{cc}\mathrm{\τ}=7.37\×\frac{S}{0.18}& S\≤0.18\end{array}$

$\begin{array}{cc}\mathrm{\τ}=9.08\×{\left(\frac{S-0.18}{1.72}\right)}^{0.2372}+7.37& 0.18\<S\≤1.9\end{array}$

$\begin{array}{cc}\mathrm{\τ}=16.45\×\[1-0.1023(\frac{S}{1.9}-1)\]& 1.9\<S\≤10.4\end{array}$

$\begin{array}{cc}\mathrm{\τ}=2.0609e^{-0.07825}\[5.81+sin\left(\frac{S-10.4}{15.4}\right)\×2\mathrm{\π}\]& S\>10.4\end{array}$

其中：τ—粘結應力，MPa；

S—滑移量，mm。