基于COMSOL的损伤—塑性混凝土梁失效研究

关键词: COMSOL ; 损伤 — 塑性 耦合 ; 钢筋 混凝土梁 ; 失效模式
在钢筋混凝土结构的 工作 过程中, 传统有限元软件受限于其自身精度以及多物理场耦合的准确性,难以模拟真实的 损伤 — 塑性失效 模式。本文基于 COMSOL 多物理场耦合,通过设置混凝土的损伤塑性,钢筋的塑性以及钢筋和混凝土之间的粘结滑移, 模拟 真实的钢筋混凝土梁失效全过程。
【 模型信息 】 钢筋混凝土梁二维断面图 如下。
基于COMSOL的损伤—塑性混凝土梁失效研究的图1

图 1 混凝土梁二维图
【 损伤—塑性 设置 】 在本例中, 混凝土损伤—塑性耦合采用双线性 。
基于COMSOL的损伤—塑性混凝土梁失效研究的图2

图 2 损伤 — 塑性 参数 设置
【 探针 设置】 在 COMSOL 中 设置 全局变量 探针, 用于 提取 荷载—位移曲线 。
基于COMSOL的损伤—塑性混凝土梁失效研究的图3

图 3 探针 设置
【 粘结滑移 设置 】 钢筋和混凝土之间设置粘结滑移。
基于COMSOL的损伤—塑性混凝土梁失效研究的图4

图 4 粘结滑移参数 设置
【 应力 结果 云图 】 提取结构云图。
基于COMSOL的损伤—塑性混凝土梁失效研究的图5

图 5 混凝土应力 分布云图
基于COMSOL的损伤—塑性混凝土梁失效研究的图6

图 6 钢筋应力分布云图
基于COMSOL的损伤—塑性混凝土梁失效研究的图7

图 7 混凝土梁损伤因子
通过探针提取荷载—位移曲线如下图 。
基于COMSOL的损伤—塑性混凝土梁失效研究的图8

图 8 荷载—位移曲线
【注】本次模型设置较为复杂, 如果想深入 钢筋混凝土梁失效行为研究 ,可以 设置更加精细的模型以及更为确切的参数设置 , 文中并未展示完全的技巧 。
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