abaqusrebar定义重要资料Word文档下载推荐.docx

1、对于三维实体单元必须定义局部坐标系。用于三维实体单元的局部坐标系可采用*ORIENTATION定义。如果不定义的话，将采用默认投影的局部坐标 系。右手法则定义旋转角度正向，从 1轴指向2轴。如果壳、膜或面单元弯曲，其局部坐标系1轴也在通过单元的方向上发生变化，其初始定位角度也变化。 壳、膜或面单元截面定义上的方向定位不会影响 rebar角度定位。例如下图：按照自定义的局部坐标系定位Figure 2.2.3 - 5按照缺省的局部坐标系定位 .*ORIENTATION NAME=name用于轴对称单元的局部坐标系的定义以r-z平面来测量定位角度Figure 2.2.3 6 Example of c

2、ircumferential rebars in axisymmetric shell elements.在轴对称单元中不能再采用自定义局部坐标系定位 rebar，可以采用r-z平面来定位角度。沿轴对称膜 /壳/面单元法向正向为正。如果在无扭曲的轴对称膜/壳/面单元上采用了非 0和非90度的定位角，abaqus认为rebar被平衡（一半rebar采用a角度铺设，一半采用a角度铺 设，内部计算相应变化）。这种rebar不能用于轴对称模型转换。推荐采用在带 扭曲的单元上采用 rebar。大位移考虑在几何非线性分析中 rebar的几何特性会随着结果而变化。 Rebar layer的变形由壳 膜 面单

3、元的变形梯度决定。 Rebar随着真实变形而旋转，但不会随着膜 壳 面单元的材料积分点的刚体平均旋转而旋转。Figure 2.2.3 7 Rebar orientation evolves in a geometrically nonlinearanalysis.在变形过程中，rebar方向始终对齐单元的等参方向 采用beam单元定义 rebarFigure 2.2.3 8 Rebar location in a beam section.需要定义含有rebar的单元、截面积、相对于梁单元的局部坐标轴的定位。对每一根rebar采用不同的名字，用于后处理和预应力施加。该命令在 cae中不支持。*

4、REBARELEMENT=BEAM, MATERIALmat, NAME=nameRebar材料的定义区别于含筋单元，必须单独定义。如果rebar layer 采用非零密度，在动态分析、重力、离心力、旋转加速度分布载荷中质量将被考虑。对于用梁单元模拟的 rebar单元，质量不被考虑（只用于 standard ），除非在梁单元属性中赋予密度。rebar layer name , A s, distanee of rebar from shell midsurface , rebar material n ame初始状况的施加定义rebar的预应力（在cae中不支持）*INITIAL CONDIT

5、IONS , TYPE=STRESS, REBAReleme nt nu mber or eleme nt set n ame, rebar n ame, prestress value在standard 中保持rebar的预应力施加预应力后，除非设定保持恒定，否则将随着平衡静态分析步而变化，这是因为自平衡应力状态建立以后结构应变变化的结果。你也能通过定义 rebar的一些常数以维持预应力不变。通常，预应力在分析的第一步保持不变，这是通 用假设。如果在前一分析步中预应力变化，而在后一分析步中保持不变， rebar的预应力数值将会由于额外的变形而发生变化。如果在预应力恒定的分析步之后的分 析中没

6、有引入塑性变形，reabr上的预应力将恢复。*PRESTRESS HOLD在reabr上定义基于结果状态变量的初始值（CAE不支持）*INITIAL CONDITIONS , TYPE=SOLUTION, REBAR输出Rebar积分点处的轴力可用 RBFOR =轴向应力x截面积） 输出。无论rebar 的材料是什么，rebar都被当作不可压缩材料进行计算当前面积。对于膜 面壳单元中的rebar , RBANC和RBRO可表征变形后的rebar几何。这些量都采用 用户定义的单元等参方向为基准输出，并不是以缺省的单元局部坐标系或自定 义的坐标系为基准。定义rebar角度输出方向RBANGH RB

7、ROT能通过壳 膜 面单元的任一等参方向为基准确认，可以通 过设定1或2轴等参方向作为基准。以单元法向为主轴，右手定则确认角度的 正向。默认方向为 1等参方向。在轴对称壳膜面单元中，1 等参方向为子午面方向2等参方向为圆周方向。在三角元中定义如下：1节点与单元2号边的中点的对于3节点三角元，1等参向连线2等参向单兀1号边中点与单元2号边中点的连线。对于6节点三角元，1等参向节点1与5的连线4与6的连线*REBAR LAYER（ CAE中不能定义方向用于角度输出）rebar layer name , A s, distanee of rebar from shell midsurfacereba

8、r material name , isoparametric direetion例子：*REBAR LAYERORIENTATION=ORIENTRbname, , , , Rbmat, 30., 2 （输出基准方向）*ORIENTATION SYSTEM=RECTANGULAR, NAME=ORIENT5 5 5 5 5Figure 2.2.3 9 RBANG measurement for rebar defined relative to user-defined local coordinate directions.2.2. 4 将rebar定义为单元属性首选方法是采用rebar

9、layer定义。也可以将rebar直接定义为单元属性， 这种做法很烦琐，并且其定位和结果都不能在 cae中显示。1用途：用于定义实体膜壳单元中的单轴加强筋在实体单元中定义单根杆用于在实体 膜 壳单元中定义单一间距的加强筋层 （等厚度=每一加强杆的截面积/加强杆间距）能用于热力耦合分析，但没有热传导系数和比热容参数在standard中没有质量不能用于热传导和质点散射分析不能用于三角形壳 膜单元或者三棱锥，三棱柱单元材料与含筋单元不同2对rebar组命名*REBAR ELEMENT=elem, MATERIAL=mat NAME=name能用于结果输出和预应力施加。3 在三维壳和膜单元中定 reb

10、ar在3D壳和膜单元中可以定义等参或者 skew rebar，三角元不能使用，除非 采用塌陷的四角元替代。Rebar的结果方向由rebar使用的类型（等参还是skew） 来决定。由于单元扭曲，所以 rebar必须仔细定义。该技术应该只用在非关键的网格或者应力梯度不是很高的部位。Rebar的应力计算与含筋单元采用一样的积分点。3.1 在3D壳 膜单元中定义等参 rebarFigure 224 - 1 “Isoparametric ” rebar in an undistorted three-dimensional shell or membrane element.等参rebar沿着单元常等参

11、线的映射对齐。如果含筋单元的两条对边不平行， 单元内每个积分点处的 rebar方向不同。Figure 2.2.4 2 “Isoparametric ” rebar directions in a distortedthree-dimensional shell or membraneelement （dashed lines indicate rebar directions）.Rebar的间距在物理空间固定。如果含筋单元的边不平行，采用间距值会 使通过含筋单元一条边的真实 rebar数量将与其对边的数量不等。定义rebar , 要指定：含筋单元每个rebar的截面积在壳的含筋平面内rebar

12、的间距rebar将在等参空间内平行的轴的编号。对于壳单元，还要指定壳厚度向上的 rebar与壳中面的距离。如果壳厚度采用节点厚度进行定义，该值将被缩放。*REBAR ELEMENT=SHELL, MATERIALmat GEOMETRY=ISOPARAMETRIC*REBAR ELEMENT=MEMBRANE, MATERIAfaat,GEOMETRY=ISOPARAMETRIC3. 2 在3D壳 膜单元中定义 skew rebarSkew rebar 不必与单元的边相似，能沿着局部 1 轴任意定位。定义 rebar 的方向只有以下两种方式： 采用投影的局部 1 轴方向（未定义定位方向坐标系时

13、）或者自定义的坐标系 1轴方向定位。Figure 2.2.4 3 “Skew” rebar in a three -dimensional shell or membrane.在壳膜单元上定义的方向定位对 rebar 角度定位没影响。如果壳 膜在空 间弯曲，单元上局部 1轴发生变化， skew rebar 将相应变化。3.2.1 以默认投影的局部坐标系作为基准定义 skew rebarFigure 2.2.4 4 Skew rebar defined relative to default local coordinate directions.如果没有采用自定义的局部坐标系，如上图定位。而且

14、当壳与整体坐标系的 1轴几乎平行时，在单元内或单元间的局部 1轴将变化剧烈。*REBAR, ELEMENT=SHELL, MATERIAL=mat, GEOMETRY=SKEW*REBAR, ELEMENT=MEMBRANE, MATERIAL=mat, GEOMETRY=SKEW3.2.2 以自定义局部坐标系作为基准定义 skew rebarFigure 2.2.4 5 Skew rebar defined relative to user-defined localcoordinate directions.*REBAR ELEMENT=SHELL, MATERIALmat GEOMETR

15、Y=SKEW, ORIENTATIONameORIENTATION=name3.3在轴对称壳膜单元中定义rebar如果从轴对称模型采用 SYMMETRIC MODEL GENERATION生成3D模型， 只有平衡rebar可以转换。在通用轴对称膜单元中非平衡 rebar将正确转换。*REBAR ELEMENT=AXISHELL, MATERIALmat*REBAR, ELEMENT=AXIMEMBRANE, MATERIAL=mat4 在连续体单元中定义 rebar不能在三角形 棱柱 棱锥 无限元中定义rebar，但是可采用塌陷单元替代， 这时要注意rebar定位及方向。4.1在平面和轴对称连

16、续体单元中定义 rebar层通常，rebar形成一个层，该层位于一个 与实体面相垂直的平面 上。所以 必须要定义“在实体上 rebar面与实体相交的” 线。角度的定位基于 该线，并在3D空间测量，而不是在等参面中测量。 该线的正向为从低编号单元边指向高编号单元边。正值角度表明加强筋从下指入模型参照平面,模型参照平面总平行于 z-轴（平面应变分析）或者-轴在（轴对称分析）Figure 224 8 Orientation of rebars in plane and axisymmetric solidelements.4. 1. 1 定义等参rebar对于等参rebar , rebar laye

17、r 与模型平面的交线将位于沿着单元的 实等参线的映射。需要定义下列因素：间距从相应边（例如下图1#边）开始的距离份数值=边（1 #）与rebar的间距/ 相应rebar穿过的邻边（2#）的边长上一项中作为参考的边的编号（1#）对于轴对称单元，要定义径向位置以确定 间距测量点Figure 2.2.4 9 Isoparametric rebar layer definition in solid elements.*REBAR, ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=mat, GEOMETRY=ISOPARAMETRIC4. 1. 2 定义 skew rebar （斜交 reba

18、r ）对于skew rebar , rebar层与模型平面的 交线会与单元的两条边 相交。需要定义下列因素：Rebar定位角对于轴对称单元， 要定义径向位置以确定间距测量点沿着单元所有边的距离份数值，一般只有两个值为非零值Figure 224 10 Skew rebar layer definition in solid elements.在显式计算的连续体单元中定义 skew rebar能大幅增加运算时间。在很多情况下，单元的稳定时间增量步由 rebar的稳定时间增量步决定，而 rebar的稳定时间增量步又与 rebar长度成比例。如果在连续体中 skew rebar与单元的两条相邻边相交，

19、rebar长度将会比平均单元边长小很多，从而生成一个非 常小的单元稳定时间增量步。*REBAR, ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=mat, GEOMETRY=SKEW4.1. 3 在2- D轴对称和通用平面应变元中定义单根 rebarRebar沿着厚度方向（通用平面应变元）或 沿着周向（2- D轴对称）与模 型的平面垂直。Figure 2.2.4 11 Single rebar in a solid element.测量距离份数从每边的第一个节点开始。需要定义：距离份数F1距离份数F2*REBAR ELEMENT=CONTINUUM, MATERIALrat SINGL

20、E4.2 在3D连续体单元中定义 rebar层一般采用 含筋面来定义，如果含筋面不好定义的话，这种 rebar定义将会非常低效。在等参映射的立方体中，rebar面总是有两条平行于等参方向的边。在该 立方体中，垂直与所指定的等参方向的表面 将被用于确定rebar面上另外两条 边的位置。Figure 2.2.4 12 Isoparametric direction and edge definitions forthree-dimensional elements.如果采用了等参rebar , rebar面上的两条 不平行于自定义的等参方向的边 与其他两个等参方向中的一个方向平行；在这种等参映射立

21、方体的 rebar平面上一个等参坐标系为常数。Figure 2.2.4 13 Element with two layers of isoparametric rebar.如果存在skew rebar , rebar面的两条边，通常不平行于自定义的等参方 向，也不会平行于另外两个方向中的一个。 Rebar面上这两条边的位置在选定 的等参方向下通过 rebar平面与相交面的交线的距离份数来确定；所有 4个距 离份数都要给定，其中只有两个能非零。定位角要在 等参映射的立方体中 定义。Rebar的正向指入单元。若rebar层在空间内弯曲，每个积分点处的角度将不同，有可能每个单元 要定义一个平均了的定

22、位角，通过合理的划分网格，可以减轻对计算结果精度 的影响。Figure 2.2.4 14 Orientation example for three-dimensional skew rebarmodeling, isoparametric direction 2. Shown in the mapped isoparametric element.4. 2. 1定义等参rebar截面积定位角距离份数距离份数定义的参照边号Rebar的等参方向*REBAR ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAImat GEOMETRY=ISOPARAMETRIC*HEADINGISOPARAME

23、TRIC REBAR*NODE1,0., 0.2,10., 0.3,10., 5.4,0., 5.5,0., 0.,6,10., 0.,7,10., 5.,8,0., 5.,*ELEMENTTYPE=C3D8R, ELSET=ONE1,123,4,5,6,7,8*REBAR ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=STEEL, GEOMETRY=ISOPARAMETRIC, NAME=LAYER_A ONE,.04,4,2*REBAR ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=STEEL, GEOMETRY=ISOPARAMETRIC, NAME=LAYER_B

24、ONE,.04,1.,3,2*MATERIAL NAME=STEEL*ELASTICFigure 2.2.4 15 Example defining isoparametric rebar.4. 2. 2 定义 skew rebar沿着每条边的距离份数*REBAR ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAtmat GEOMETRY=SKEWFigure 2.2.4 16 Example defining skew rebar.*HEADING *NODE*REBAR ELEMENT=CONTINUUM, MATERIAL=STEEL, GEOMETRY=SKEW,NAME=LAYE

25、R_AONE, .04, , , , 2.2, 0., .4, .0The rebar layer is defined using isoparametric direction 2. The intersecting face is defined in Figure and has nodes 1-5-6-2. The position of the rebar layer is given by its intersection with the edges of this face; the fractional distances, and , are shown in Figur

26、e The orientation angle of the rebar in physical space is 30 . Following the same procedure for calculating as was described for isoparametric rebar, , , and the orientation angle in the isoparametric-mapped cube ois .4. 3在三维连续体单元中定义单根 rebarF1F2*REBARELEMENT=CONTINUUM, MATERIAtmat, SINGLE5 定义rebar 材

27、料下列材料在隐式中不能使用：多孔金属塑性下列材料行为在显式中不能使用：完全各向异性的弹性通过定义弹性刚度矩阵来定义正交各向异性状态等式扩展的DRUCKERPrager模型修正的 DRUCKERPrager/cap 模型可压缩的泡沫塑性模型混凝土的断裂模型6 在rebar中施加预应力1.2. 2 abaqus内部约定1用于非轴对称单元的自由度约定1- x位移2-y位移3- z位移4 rotx5-roty6 rotz7翘曲值（用于开口梁）8孔隙压力（用于静水压力）9电压10不使用11温度（或者归一化的集中 用于质点发散分析中）12第2温度（用于壳梁）13第3温度（用于壳梁）14同上注意：xyz方向与整体XYZ相应重合。如果节点处定义了局部转换， xyz将和转换中定义的局部方向重合。2 用于轴对称单元的自由度约定1 r位移2 z位移5rot