[分享]abaqus混凝土简支梁分析
1. 问题描述
利用ABAQUS有限元软件分析一个如图1所示的钢筋混凝土适筋梁受力特性。为防止混凝土梁局部受压破坏，在支座和受力点处设置厚度为6mm的钢垫片。梁截面尺寸如图2所示。
图1 梁的立面尺寸 图2 截面图
材料特性：
1、混凝土：抗压强度fc=2.4e7N/m2，抗拉强度ft=2.46N/m2
2、钢筋：弹性模量E=1.9e11N/m2，泊松比μ=0.3，屈服强度fy=2.1e8N/m2
3、垫块：弹性模量E=2.1e12N/m2，泊松比μ=0.3
本节主要介绍部件的创建、材料属性的建立和模型的装配。
2. 创建部件
2.1 创建混凝土部件
点击左侧工具栏中的,弹出Create Part对话框，如图3所示。在Name选项后输入beam，将Modeling Space（模型所在空间）设为3D（三维），Shape设为solid（实体）。TYPE选择Extrusion（拉伸），Approximate size项后输入3，保持剩余参数默认值不变。点击Continue，进入二维绘图界面。
图3 Create Part对话框
在绘图区绘制如图4所示的二维几何模型，并使用左侧工具区的对部件二维模型进行尺寸标注。
图4 beam部件二维几何模型尺寸
在绘图区点击鼠标中键，弹出Edit BaseExtrusion对话框，Depth（拉伸长度）项中输入0.15，点击OK。绘图区显示混凝土梁的三维模型，如图5所示。
图5 混凝土部件三维模型
2.2 创建垫片部件
利用相同的方法建立垫片部件，垫片部件二维几何模型如图6所示，三维几何模型如图7所示。
图6 垫片部件二维几何模型
图7 垫片部件三维几何模型
2.3 创建钢筋部件
与混凝土和垫片部件不同，钢筋部件Shape设为wire（线），TYPE选择Planar，钢筋部件尺寸如图8所示。
图8 钢筋部件几何尺寸
3. 创建材料和截面属性
3.1 创建材料
1）混凝土本构关系
定义混凝土的密度、弹性模量、泊松比及混凝土损伤塑性模型中的塑性特性、压缩特性和拉伸特性。
（a） （b） （c）
（d） （e）
图9 混凝土材料特性
2）钢筋本构关系
根据实际情况定义钢筋的密度、弹性模量、泊松比和塑性特性。
3）垫块本构模型
垫块材料性能只需定义质量、弹性模量和泊松比。
3.2 创建截面属性
混凝土和垫片截面Category（种类）设为solid，type设为Homogeneous（均质），材料根据实际选择。钢筋截面Category（种类）设为beam，type设为Truss（桁架单元），材料选择钢筋，横截面积根据钢筋型号确定。
3.3 给部件赋予截面属性
分别将定义好的截面属性赋给相应的部件。
4. 定义装配件
在环境栏的Module（模块）列表中选择Assembly（装配）功能模块。
使用移动、旋转、阵列等工具，完成如图10所示的装配体。
图10 装配完毕的模型
