ANSYS混凝土本构关系定义常见错误以及解决方法

       很多朋友在采用ANSYS进行混凝土非线性分析时，很容易出现材料本构定义错误，导致计算不能继续，依据我国《混凝土结构设计规范》，一个典型的混凝土本构模型定义如下：(采用C30强度的混凝土)

FC=14.3！抗压强度
FT=1.43 !抗拉强度

ET,1,SOLID65
MP,EX,1,11002
MP,PRXY,1,0.2
KEYOPT,1,1,0
KEYOPT,1,7,1
!混凝土本构关系定义
TB,CONCR,1
TBDATA,,0.5,0.95,FT,FC
TB,MISO,1,,11
TBPT,,0.0002,FC*0.19
TBPT,,0.0004,FC*0.36
TBPT,,0.0006,FC*0.51
TBPT,,0.0008,FC*0.64
TBPT,,0.0010,FC*0.75
TBPT,,0.0012,FC*0.84
TBPT,,0.0014,FC*0.91
TBPT,,0.0016,FC*0.96
TBPT,,0.0018,FC*0.99
TBPT,,0.002,FC
TBPT,,0.0033,FC*0.85

      上述材料模型选用的是MISO型多线性强化模型，计算中很容易出现以下两种错误：

一、本构关系初始斜率的问题

       当MP命令中的弹性模量大于或者小于MISO第一点的初始斜率时，ANSYS会弹出类似对话框，意思为两者的弹模不匹配，采用的解决方法为在定义弹性模量时，采用MISO曲线的第一点斜率，故上述本构模型在MP命令处修改如下：

MP,EX,1,FC*0.19/0.0002

二、混凝土本构模型下降段处理

       根据前面所定义的本构模型， 画出的材料本构关系曲线如下所示：

        不同的ANSYS版本对有下降段的本构关系反应不同，如果是ANSYS10.0、11.0、12.0，则不会出现错误，计算能继续，如果是在13.0以及以上的版本，则会出现如下情况。

        也即是在高版本的ANSYS中，当采用MISO材料模型时，不允许定义的本构出现下降段或者斜率为负的情况，此时解决的方法主要有两种。

        第一种是改变本构曲线，将后续下降段该为直线，这样做的好处是在不改变材料模型的情况下，使得计算得以继续，故上述命令流可改为如下：

TBPT,,0.0018,FC*0.99
TBPT,,0.002,FC
TBPT,,0.0033,FC

        改过之后的曲线如下：

        第二种是改变材料模型，使用MKIN多线性随动模型，该模型可以使用下降段，通过本人对实例的对比分析，两者的计算结果相差不大。

        ANSYS非线性材料的本构模型很多，但适用于混凝土的主要是MISO型和MKIN型，更多时候主要采用MISO类型。有兴趣的朋友不妨可以以一个实例为例，考察两者计算结果的差异。