Ls-Dyna求解器功能强大,是世界上最著名的显示动力分析程序,尤其适合求解各种二维、三维非线性结构的碰撞、侵蚀和爆炸冲击等非线性问题。案例中承受爆炸荷载构件为剪力墙-预应力宽连梁钢筋混凝土构件,构件有限元模型应用HyperMesh工具处理,钢筋与混凝土单元共节点,模型概况,如图1。本案例采用kg-mm-s单位制。
模拟预应力钢筋混凝土结构的爆炸冲击响应,需要分两步处理:第一步,对构件施加预应力,模拟构件的稳态应力分布;第二步,进行预应力分布稳定时的构件抗爆模拟。其中,第二步针对预应力钢筋混凝土构件进行的爆炸相关设置,见前贴<Ls-Dyna对钢筋混凝土结构的抗爆模拟>,本文章主要介绍预应力,即预紧力的施加,及重启动的相关设置。空气及炸药网格可用TCE工具处理(TCE使用方法见我的技术邻免费课程<Dyna求解的工程爆破模拟教程>)。
Part1预紧力的施加-预应力钢筋混凝土构件建立:
第一步,新建MAIN.k、ALE.K、BlastPoint.k、Boundary.k、EntitySet.k、Mode.k(搭建的模型文件导出Mode.k中)。复制材料卡片(提前写好,或联系博主索要)及计算控制卡片(联系博主索要)到计算文件夹中,形成文件内容如图2。文件解析见前贴<Ls-Dyna对钢筋混凝土结构的抗爆模拟>。
第二步,将MAIN.k文件导入HyperMesh中(模型搭建如若不会,可以向博主索要学习资料),操作步骤见图3。
第三步,为模型分配材料及属性。
本例中构件模型及单元属性按表1采用,混凝土单元材料模型添加材料侵蚀关键字*MAT_ADD_EROSION,材料与属性需要依照图4操作图示,依次完成赋值。
第四步,生成预应力钢筋截面上几何点,操作步骤见图5。
第五步,创建施加预应力的截面,二根钢筋分别建立,操作步骤见图6,注意进行预应力截面创建前,使Boundary.k文件置于当前,方法见前贴<Ls-Dyna对钢筋混凝土结构的抗爆模拟>图6。
第六步,创建预应力组件的partset,两根钢筋各建立一set,操作步骤见图7。注意创建partset前,使Entity Set.k文件置于当前,方法见前贴<Ls-Dyna对钢筋混凝土结构的抗爆模拟>图6。
第七步,预应力截面添加组件,两根钢筋分别添加,操作步骤见图8。注意使Boundary.k文件切换置于当前,方法见前贴<Ls-Dyna对钢筋混凝土结构的抗爆模拟>图6。
第八步,定义预紧力曲线,操作步骤见图9。
第九步,定义及设置INITIAL_STRESS_SECTION关键字,两根钢筋分别定义,操作步骤见图10。
第十步,导出成k文件,操作步骤见图11,提交到Ls-Dyna求解器进行初始应力计算(计算控制卡片联系博主索要)操作步骤见图12。
计算结果:
Part2重启动,爆炸冲击设置:
第一步,导入Mode.k文件,导入方法见本帖图3,新建空气及炸药网格(网格划分方法不会,联系博主索要资料)。本帖空气及炸药网格应用TechChat-Exploding工具创建,简称TCE工具。空气及炸药网格也可以应用HyperMesh工具处理,不应用TCE工具,不影响本文介绍技术的实操。
第二步,导出模型到Mode.k文件,导出方法见本帖图11。
第三步,参照前贴<Ls-Dyna对钢筋混凝土结构的抗爆模拟>进行爆炸计算相关设置。
第四步,在MAIN.k文件中写入关键字*STRESS INITIALIZATION,如图13。
第五步,将Part1计算结果中d3dumpN(最后一个d3dump文件),拷进爆炸冲击计算的文件夹中。
第六步,提交计算文件,重启动计算,操作步骤如图14。
计算结果:
钢筋混凝土网格处理见博主课程:基于HyperMesh工具的钢筋混凝土网格处理方法
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