关于ABAQUS中倒塌建模方法的一些总结

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　　暑假也悄悄地接近尾声，今天终于把连续倒塌计算方法这章内容写完了，在感慨时间过的快的同时，也对以前的一些认识有了改变，实际的进度总是滞后于原有的计划。

　　目前，对于结构的连续倒塌是研究的热点，主要的研究手段借助于数值分析方法，清华大学陆新征 教授课题组基于MSC.MARC有限元软件进行了一些介绍，作者主要基于ABAQUS有限元软件进行计算，其内容包括：纤维梁单元、分层壳单元和多尺度有限元计算方法。

　　(1)ABAQUS采用三维铁木辛柯梁单元B31(B32) ，首先必须解决混凝土本构模型问题，ABAQUS自带的损伤模型不能应用于三维空间梁单元中，因此，需要用户借助于二次开发借口UMAT进行开发，这部分内容在前面博文已经详细说明，此处就不在累赘。通过一些算例的验证，可以看出纤维模型具有较好的计算精度和运算速度，尤其是在复杂结构体系中的非线性计算中，但是也存在一些问题，就是对于一些节点的局部构造无法准备反映，例如外加强环对节点的约束作用，只能通过等效处理方法来考虑，如通过节点处设置刚域等等。

　　(2)分层壳单元是在微观精细单元的基础上，将三维实体单元的18个控制点简化到9个积分控制点，通过计算中心点处的应变和曲率关系最终得到整个截面的力学行为，壳单元相对于三维精细单元除了计算速率高之外，另外一个优点就是考虑了面内弯曲-面内剪切-面外弯曲的耦合。对于分层壳单元和纤维梁单元之间的接触采用stringer的接触方法，相对于merge和tie具有较好的处理方法。

　　(3)对于多尺度建模方法，其实在硕士毕业的后续课题中就开始采用多尺度有限元计算方法来进行火灾下和火灾全过程的组合框架的受力分析，在《工程力学》和《建筑结构学报》均有相关论文发表，但是最近才开始总结关于多尺度的一些内容 。作者认为多尺度有限元计算方法具有较好的应用前景，在精算精度和计算效率之间找到了一个很好的平衡点。但是难点就是不同尺度单元界面之间的接触处理，基于轴向位移和转角以及剪切变形协调的原理上，采用ABAQUS中的运动耦合和分布耦合来实现，其中分布耦合中需要考虑加权因子的影响。



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