超高性能钢筋混凝土 (UHPC) 是一种先进的水泥基材料,具有出色的机械性能、显著的耐久性和延展性。有限元 (FE) 分析速度快、价格合理,并且能够提供多种结果选项,因此可用于评估不同载荷下的各种结构系统。在市售软件中,ABAQUS 已被广泛用于模拟混凝土构件的行为。混凝土损伤塑性 (CDP) 模型是 ABAQUS 中的旗舰模型,也是唯一适合充分表示混凝土类材料的脆性、开裂和压碎破坏的本构模型。由于模型输入是专门为传统混凝土开发和校准的,因此它们可能不适用于 UHPC。特别是与剪切和拉伸行为相关的模型输入在传统混凝土和 UHPC 之间可能有所不同,前者中的骨料提供剪切机械联锁,而后者则缺乏这种联锁,而后者中的纤维提供拉伸桥接效应和显著的应变软化,而前者则不存在这种联锁。本研究旨在校准 UHPC 的 CDP 模型的各种参数,包括膨胀角 (ψ)、偏心率 (e)、应力比 (σbo/σco)、拉伸和压缩应力-应变 (σ-ε) 曲线。针对多个轴向压缩试验的验证分析表明,ψ = 55 ̊、σbo/σco = 3.00 和 e = 0.1 的值代表 UHPC 的最佳输入。在本研究中尝试的多个可用于 UHPC 的分析模型中,(a) Graybeal 的修改后峰后响应模型和 (b) Zhao 等人的模型在 ABAQUS 中实施时为 σ-ε 曲线提供了最佳性能。
摘要在这项工作中,采用了Abaqus AM建模者来模拟定向的能量沉积(DED)增材制造过程。建模器提供了一个自动接口,以开出施加的工具路径和过程条件。尽管可能需要一些努力才能了解如何使用这种元素 - 出生技术方法,但是如果您想模拟加法制造或类似流程,绝对值得付出努力。两个事件系列被用于规定材料沉积和热输入。使用自动元件激活序列用于制造薄(4×20×50 mm)和厚(12×20×50 mm)的壁成分的薄(12×20×50 mm)。要近似3D打印层构建的过程,每次扫描后,填充金属在行中逐行铺设,该组件由连续的10层(每个构建层的深度为1个元素至深度),每个层都有25个连续的元素行。一旦沉积第一层,能源和喷嘴向上移动以存放下一层,然后重复该过程,直到完整的3D对象被制造为止。发现,要模拟以时间和空间依赖空间添加材料和热量的问题,使用 *元素渐进激活选项的使用要比其对应方 *模型更改要简单得多。AM Modeler有助于正确地定义所需的数据以简单的方式近似3D打印层构建的过程。用Python语言创建了一个激光路径脚本,以允许能量源和喷嘴的路径。已建立了DED过程中打印参数(原料和热输入)的正确组合。
摘要:复合材料层压板在制造和应用过程中产生的缺陷对复合材料结构的性能有很大影响。这些不良缺陷对静态和疲劳力学行为的影响在可靠性和可持续性评估中非常重要。从计算机断层扫描 (CT) 扫描到多尺度建模,开发了一种综合方法来评估主要缺陷,包括空隙和层板波纹。基于 CT 扫描结果,可以定量捕获空隙和层板波纹。可以使用表示体积元 (RVE) 模型和微观统计模型来分析这些缺陷,并使用可能性不确定性模型将它们对材料特性 (刚度、强度和断裂韧性) 的影响纳入宏观尺度模型。可以通过图像处理方法提取层板波纹信息,并在具有弯曲层板界面的有限元模型中明确描述它。可以使用自动网格生成方法,根据应力分析将粘结元素选择性地插入到关键界面中。利用混合规则考虑了孔洞和层板波纹对复合材料板层体积分数的影响。利用四点弯曲下的L形梁试验数据验证了综合方法的有效性。