Воздействие циклических нагрузок на бетонный образец

В примере рассматривается 2 цикла растяжения-сжатия образца бетона под действием разупрочнения. Материал образца учитывает различные кривые разупрочнения при растяжении и сжатии.

Построение геометрии

Создайте параллелепипед. На панели команд выберите модуль построения геометрии Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Создать. Из списка геометрических примитивов выберите Параллелепипед. Задайте необходимые параметры и нажмите Применить.

Переместите параллелепипед. На панели команд выберите модуль преобразования геометрии Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Преобразовать. Из списка геометрических примитивов выберите Переместить. Задайте необходимые параметры и нажмите Применить.

Задание материала и свойств блоков

Задайте материал. На панели команд выберите Режим - Материал, Объект - Управление материалами. В колонке "Материал" введите имя материала material.

В колонке Свойства материала выберите созданный материал, после чего перетащите к нему нужные свойства из левой колонки. Перетащите следующие свойства:

Задайте необходимые значения для свойств материала:

  • Модуль Юнга: 2.648e+10;

  • Коэффициент Пуассона: 0.167;

  • Предел текучести: 1.78e+06;

  • Предел текучести на сжатие: 2.4019e+06;

Задайте табличные значения для "Кривая напряжение/деформация на сжатие". Нажмите дважды чтобы ввести значение и перейдите в задание таблицы .

Укажите, что табличная зависимость будет от пластической деформации и нажмите на чтобы получилось 10 строк. Введите значения:

  • Деформация: 0.  Значение: 2.4019e+06;

  • Деформация: 0.0004  Значение: 2.9208e+06;

  • Деформация: 0.0008  Значение: 3.1709e+06;

  • Деформация: 0.0012  Значение: 3.2358e+06;

  • Деформация: 0.0016  Значение: 3.1768e+06;

  • Деформация: 0.002  Значение: 3.0379e+06;

  • Деформация: 0.0024  Значение: 2.8507e+06;

  • Деформация: 0.0036  Значение: 2.1907e+06;

  • Деформация: 0.005  Значение: 1.4897e+06;

  • Деформация: 0.01  Значение: 295300.

Нажмите ok.

Затем задайте табличные значения для "Кривая напряжение/деформация". Нажмите дважды чтобы ввести значение и перейдите в задание таблицы .

Укажите, что табличная зависимость будет от пластической деформации и нажмите на чтобы получилось 10 строк. Введите значения:

  • Деформация: 0.  Значение: 1.78e+06;

  • Деформация: 0.0001  Значение: 1.457e+06;

  • Деформация: 0.0003  Значение: 1.113e+06;

  • Деформация: 0.0004  Значение: 960000;

  • Деформация: 0.0005  Значение: 800000;

  • Деформация: 0.0008  Значение: 536000;

  • Деформация: 0.001  Значение: 359000;

  • Деформация: 0.002  Значение: 161000;

  • Деформация: 0.003  Значение: 73000;

  • Деформация: 0.005  Значение: 40000.

Нажмите ok.

Создайте блок для модели. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок Действие - Добавить сущность в блок. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить.

Задайте параметры для блока. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Свойства/параметры блока. Задайте следующие параметры и нажмите Применить.

Построение сетки

Задайте разбиение сетки. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - На кривых, Действие - Построение сетки. Из выпадающего списка выберите Равномерно и укажите необходимые параметры. Нажмите Применить.

Создайте сетку. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - Объем, Действие - Построение сетки. Из выплывающего списка выберите Автоматическая. Укажите необходимые параметры и нажмите Построить сетку.

Задание граничных условий

Закрепите модель в перемещениях. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещения, Действие - Создать. Задайте следующие параметры и Нажмите Применить.

Закрепите поверхность 2 в перемещениях по Z.

Закрепите поверхность 4 в перемещениях по X.

Закрепите поверхность 5 в перемещениях по Y.

Зависимость ГУ

Задайте зависимость для перемещения. На панели команд выберите Режим - Зависимость ГУ. Нажмите на Перемещение 4 и укажите, что табличная зависимость будет от времени. Нажмите на чтобы получилось 9 строк. Введите значения:

  • Время: 0.  Значение: 0;

  • Время: 1  Значение: 0.001;

  • Время: 2  Значение: 0;

  • Время: 3  Значение: -0.001;

  • Время: 4  Значение: 0;

  • Время: 5  Значение: 0.001;

  • Время: 6  Значение: 0;

  • Время: 7  Значение: -0.001;

  • Время: 8  Значение: 0.

Запуск расчета

Для запуска на расчет в CAE Fidesys выберите на панели команд Режим - Настройки расчета, Объект - Статический, Действие - Общие. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить, Начать расчет.

Анализ результатов

Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами:

  • Нажмите Ctrl+E;

  • В главном меню выберите Расчёт - Результаты. Нажмите Открыть последний результат;

  • На панели команд выберите Результаты (Режим - Результаты, Результаты - Открыть Результаты).

Появится окно Fidesys Viewer, в котором вы сможете ознакомиться с результатами расчёта.

Выберите точку на модели, используя кнопку Выбрать точки и примените фильтр Построить выделенное в зависимости от времени.

В качестве поля для отображения на графике выберите Напряжения_Мизес. В результате в правой части экрана отобразится необходимый график зависимости интенсивности напряжений от времени:

Сравнение с аналитическим решением:

Далее в поле отображения выберите Пластические деформации_XX, Пластические деформации_YY, Пластические деформации_ZZ, Пластические деформации_Мизес. В результате отобразятся графики зависимостей интенсивности и компонентов тензора пластических деформаций от времени:

Сравнение с аналитическим решением:

В свойствах фильтра измените имя массива X, для этого из выпадающего списка выберите Деформациии_YY. Затем в поле отображения выберите Напряжения_YY. В результате отобразится необходимый график зависимости нормального напряжения от нормальной деформации:

Сравнение с аналитическим решением:

Использование консольного интерфейса

Построение геометрии, генерацию сетки, задание граничных условий и материалов можно выполнить с использованием консольного интерфейса. Ниже приведён код программы, позволяющий выполнить шаги описанного выше руководства, необходимо только самостоятельно указать полный путь и название сохраняемого файла.

reset
set default element hex
brick x 1 y 1 z 1
move volume 1 x 0.5 y 0.5 z 0.5
create material 1
modify material 1 name 'material'
modify material 1 set property 'MODULUS' value 26480000000
modify material 1 set property 'POISSON' value 0.167
modify material 1 set property 'DP_YIELD_STRENGTH_COMPR' value 2401900
modify material 1 set property 'DP_YIELD_STRENGTH' value 1780000
create table 1
modify table 1 dependency strain
modify table 1 insert row 1
modify table 1 insert row 1
modify table 1 insert row 1
modify table 1 insert row 1
modify table 1 insert row 1
modify table 1 insert row 1
modify table 1 insert row 1
modify table 1 insert row 1
modify table 1 insert row 1
modify table 1 insert row 1
modify table 1 cell 2 1 value 0.0004
modify table 1 cell 3 1 value 0.0008
modify table 1 cell 4 1 value 0.0012
modify table 1 cell 5 1 value 0.0016
modify table 1 cell 6 1 value 0.002
modify table 1 cell 7 1 value 0.0024
modify table 1 cell 8 1 value 0.0036
modify table 1 cell 9 1 value 0.005
modify table 1 cell 10 1 value 0.01
modify table 1 cell 1 2 value 2401900
modify table 1 cell 2 2 value 2920800
modify table 1 cell 3 2 value 3170900
modify table 1 cell 4 2 value 3235800
modify table 1 cell 5 2 value 3176800
modify table 1 cell 6 2 value 3037900
modify table 1 cell 7 2 value 2850700
modify table 1 cell 8 2 value 2190700
modify table 1 cell 9 2 value 1489700
modify table 1 cell 10 2 value 295300
modify material 1 set property 'SIGMA_CURVE_COMPR' table 1
create table 2
modify table 2 dependency strain
modify table 2 insert row 1
modify table 2 insert row 1
modify table 2 insert row 1
modify table 2 insert row 1
modify table 2 insert row 1
modify table 2 insert row 1
modify table 2 insert row 1
modify table 2 insert row 1
modify table 2 insert row 1
modify table 2 insert row 1
modify table 2 cell 2 1 value 0.0001
modify table 2 cell 3 1 value 0.0003
modify table 2 cell 4 1 value 0.0004
modify table 2 cell 5 1 value 0.0005
modify table 2 cell 6 1 value 0.0008
modify table 2 cell 7 1 value 0.001
modify table 2 cell 8 1 value 0.002
modify table 2 cell 9 1 value 0.003
modify table 2 cell 10 1 value 0.005
modify table 2 cell 1 2 value 1780000
modify table 2 cell 2 2 value 1457000
modify table 2 cell 3 2 value 1113000
modify table 2 cell 4 2 value 960000
modify table 2 cell 5 2 value 800000
modify table 2 cell 6 2 value 536000
modify table 2 cell 7 2 value 359000
modify table 2 cell 8 2 value 161000
modify table 2 cell 9 2 value 73000
modify table 2 cell 10 2 value 40000
modify material 1 set property 'SIGMA_CURVE' table 2
block 1 volume 1
block 1 material 'material'
block 1 element solid order 1
curve all interval 1
mesh volume 1
create displacement on surface 3 dof 2 fix 0
create displacement on surface 2 dof 3 fix 0
create displacement on surface 4 dof 1 fix 0
create displacement on surface 5 dof 2 fix 0
create table 3
modify table 3 dependency time
modify table 3 insert row 1
modify table 3 insert row 1
modify table 3 insert row 1
modify table 3 insert row 1
modify table 3 insert row 1
modify table 3 insert row 1
modify table 3 insert row 1
modify table 3 insert row 1
modify table 3 insert row 1
modify table 3 cell 2 1 value 1
modify table 3 cell 3 1 value 2
modify table 3 cell 4 1 value 3
modify table 3 cell 5 1 value 4
modify table 3 cell 6 1 value 5
modify table 3 cell 7 1 value 6
modify table 3 cell 8 1 value 7
modify table 3 cell 9 1 value 8
modify table 3 cell 2 2 value 0.001
modify table 3 cell 4 2 value -0.001
modify table 3 cell 6 2 value 0.001
modify table 3 cell 8 2 value -0.001
bcdep displacement 4 table 3
analysis type static elasticity dim3
analysis type static elasticity plasticity dim3
nonlinearopts maxiters 1000 minloadsteps 100 maxloadsteps 1000000 tolerance 1e-6 targetiter 5
static steps 8