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1、REBAR 的各种用法223 定义加强筋用途： 在膜、壳和面单元中用于定义单项加强层。 通过在主实体单元中插入面或者膜单元来添加加强层 在 standard 中可以采用 beam 单元来模拟离散的加强筋 不能用于热传导分析和质点发散分析，但是可用于热力耦合分析中。在热力耦合分析中，加强筋单元没有热传导和比热特性。 可以拥有和其主单元不一样的特性。定义 REBAR LAYER 的 4 种方式：1） *MEMBRANE SECTION, ELSET=memb_set_name 定义 膜 单元*REBAR LAYER2） *SHELL SECTION, ELSET=shell_set_name 定义
2、 壳 单元*REBAR LAYER3） *SURFACE SECTION, ELSET=surf_set_name 定义 面 单元*REBAR LAYER rebar layer name 定义 加强层 的名字4） *EMBEDDED ELEMENT, HOST ELSET=solid_set_name 在实体单元中直接定义 rebarmemb_set_name or surf_set_nameREBAR 的几何特性定义1）其定位总是参照局部坐标系2）其几何尺寸可以是常数，也可以是关于圆柱坐标系的径向位置函数，也可以采用轮胎充气公式来定义。但是等效的 rebar 厚度面积 A/间距 S。3）对
3、于壳单元，必须定义 rebar 在壳厚度方向上与壳中面的距离。如果壳的厚度通过节点厚度来定义，该距离将按系数（结点厚度/壳截面厚度）缩放；如果壳厚通过单元属性定义，该距离将按系数（单元属性定义厚度/壳截面厚度）缩放。等间距 REBAR 的定义*REBAR LAYER, GEOMETRY=CONSTANT间距关于圆柱坐标系的径向位置函数的 rebar 的定义：角度间距值也能用于非径向 rebar 和非零定位角的 rebar。这些 rebar 中定位角不会发生改变。角度间距值只用于计算 rebar 之间的间距（Srebar从旋转中心开始的径向半径）。如果这种 rebar 用于三维实体，必须定义局部
4、坐标系。*REBAR LAYER, GEOMETRY=ANGULAR采用轮胎充气公式定义 rebar主要考虑轮胎充气前的 rebar 角度不同于充气后轮胎上 rebar 的角度，而充气前的角度可以精确得到。这种差异可以采用 lift 方式进行映射弥补。其映射公式如下： *REBAR LAYER, GEOMETRY=LIFT EQUATIONRebar 局部坐标系的定义Rebar 局部坐标系与含有 rebar 的材料的局部坐标系不相关。其角度定义总参照局部坐标系 1 轴。采用充气公式计算的 rebar 的定位，不论是采用等角间距还是采用等距方式，都参照圆柱坐标系。对于三维实体单元必须定义局部坐标
5、系。用于三维实体单元的局部坐标系可采用*ORIENTATION 定义。如果不定义的话，将采用默认投影的局部坐标系。右手法则定义旋转角度正向，从 1 轴指向 2 轴。如果壳、膜或面单元弯曲，其局部坐标系 1 轴也在通过单元的方向上发生变化，其初始定位角度也变化。壳、膜或面单元截面定义上的方向定位不会影响 rebar 角度定位。例如下图：按照自定义的局部坐标系定位Figure 2.2.35 按照缺省的局部坐标系定位.*ORIENTATION, NAME=name*REBAR LAYER, ORIENTATION=name用于轴对称单元的局部坐标系的定义以 r-z 平面来测量定位角度Figure 2
6、.2.36 Example of circumferential rebars in axisymmetric shell elements.在轴对称单元中不能再采用自定义局部坐标系定位 rebar，可以采用 r-z平面来定位角度。沿轴对称膜/壳/ 面单元法向正向为正。如果在无扭曲的轴对称膜/壳/ 面单元上采用了非 0 和非 90 度的定位角，abaqus 认为 rebar 被平衡（一半 rebar 采用 a 角度铺设，一半采用a 角度铺设，内部计算相应变化） 。这种 rebar 不能用于轴对称模型转换。推荐采用在带扭曲的单元上采用 rebar。大位移考虑在几何非线性分析中 rebar 的几何
7、特性会随着结果而变化。Rebar layer 的变形由壳膜面单元的变形梯度决定。 Rebar 随着真实变形而旋转，但不会随着膜 壳面单元的材料积分点的刚体平均旋转而旋转。Figure 2.2.37 Rebar orientation evolves in a geometrically nonlinear analysis.在变形过程中，rebar 方向始终对齐单元的等参方向。采用 beam 单元定义 rebarFigure 2.2.38 Rebar location in a beam section.需要定义含有 rebar 的单元、截面积、相对于梁单元的局部坐标轴的定位。对每一根 reb
8、ar 采用不同的名字，用于后处理和预应力施加。该命令在 cae 中不支持。*REBAR, ELEMENT=BEAM, MATERIAL=mat, NAME=nameRebar 材料的定义区别于含筋单元，必须单独定义。如果 rebar layer 采用非零密度，在动态分析、重力、离心力、旋转加速度分布载荷中质量将被考虑。对于用梁单元模拟的 rebar 单元，质量不被考虑（只用于 standard） ，除非在梁单元属性中赋予密度。*REBAR LAYERrebar layer name, A, s, distance of rebar from shell midsurface, rebar ma
9、terial name初始状况的施加定义 rebar 的预应力（在 cae 中不支持）*INITIAL CONDITIONS, TYPE=STRESS, REBARelement number or element set name, rebar name, prestress value在 standard 中保持 rebar 的预应力施加预应力后，除非设定保持恒定，否则将随着平衡静态分析步而变化，这是因为自平衡应力状态建立以后结构应变变化的结果。你也能通过定义 rebar 的一些常数以维持预应力不变。通常，预应力在分析的第一步保持不变，这是通用假设。如果在前一分析步中预应力变化，而在后一分
10、析步中保持不变，rebar 的预应力数值将会由于额外的变形而发生变化。如果在预应力恒定的分析步之后的分析中没有引入塑性变形，reabr 上的预应力将恢复。*PRESTRESS HOLD在 reabr 上定义基于结果状态变量的初始值（CAE 不支持）*INITIAL CONDITIONS, TYPE=SOLUTION, REBAR输出Rebar 积分点处的轴力可用 RBFOR（轴向应力截面积）输出。无论rebar 的材料是什么，rebar 都被当作不可压缩材料进行计算当前面积。对于膜面 壳单元中的 rebar，RBANG 和 RBROT 可表征变形后的 rebar 几何。这些量都采用用户定义的单
11、元等参方向为基准输出，并不是以缺省的单元局部坐标系或自定义的坐标系为基准。定义 rebar 角度输出方向RBANG 和 RBROT 能通过壳 膜面单元的任一等参方向为基准确认，可以通过设定 1 或 2 轴等参方向作为基准。以单元法向为主轴，右手定则确认角度的正向。默认方向为 1 等参方向。在轴对称壳膜面单元中，1等参方向为子午面方向2等参方向为圆周方向。在三角元中定义如下：对于 3 节点三角元，1等参向1 节点与单元 2 号边的中点的连线2等参向单元 1 号边中点与单元 2 号边中点的连线。对于 6 节点三角元，1等参向节点 1 与 5 的连线2等参向节点 4 与 6 的连线*REBAR LA
12、YER（CAE 中不能定义方向用于角度输出）rebar layer name, A, s, distance of rebar from shell midsurface,rebar material name, isoparametric direction例子：*REBAR LAYER, ORIENTATION=ORIENTRbname, 0.01, 0.1, 0.0, Rbmat, 30., 2（输出基准方向）*ORIENTATION, SYSTEM=RECTANGULAR, NAME=ORIENT-0.7071, 0.7071, 0.0, -0.7071, -0.7071, 0.03,
13、 0.0Figure 2.2.39 RBANG measurement for rebar defined relative to user-defined local coordinate directions.224 将 rebar 定义为单元属性首选方法是采用 rebar layer 定义。也可以将 rebar 直接定义为单元属性，这种做法很烦琐，并且其定位和结果都不能在 cae 中显示。1 用途： 用于定义实体膜 壳单元中的单轴加强筋 在实体单元中定义单根杆 用于在实体膜壳单元中定义单一间距的加强筋层（等厚度每一加强杆的截面积/加强杆间距） 能用于热力耦合分析，但没有热传导系数和比热容
14、参数 在 standard 中没有质量 不能用于热传导和质点散射分析 不能用于三角形壳膜单元或者三棱锥，三棱柱单元 材料与含筋单元不同2 对 rebar 组命名*REBAR, ELEMENT=elem, MATERIAL=mat, NAME=name能用于结果输出和预应力施加。3 在三维壳和膜单元中定 rebar在 3D 壳和膜单元中可以定义等参或者 skew rebar，三角元不能使用，除非采用塌陷的四角元替代。Rebar 的结果方向由 rebar 使用的类型（等参还是skew）来决定。由于单元扭曲，所以 rebar 必须仔细定义。该技术应该只用在非关键的网格或者应力梯度不是很高的部位。Re
15、bar 的应力计算与含筋单元采用一样的积分点。31 在 3D 壳膜单元中定义等参 rebarFigure 2.2.41 “Isoparametric” rebar in an undistorted three-dimensional shell or membrane element.等参 rebar 沿着单元常等参线的映射对齐。如果含筋单元的两条对边不平行，单元内每个积分点处的 rebar 方向不同。Figure 2.2.42 “Isoparametric” rebar directions in a distorted three-dimensional shell or membran
16、e element (dashed lines indicate rebar directions).Rebar 的间距在物理空间固定。如果含筋单元的边不平行，采用间距值会使通过含筋单元一条边的真实 rebar 数量将与其对边的数量不等。定义 rebar， 要指定： 含筋单元 每个 rebar 的截面积 在壳的含筋平面内 rebar 的间距 rebar 将在等参空间内平行的轴的编号。 对于壳单元，还要指定壳厚度向上的 rebar 与壳中面的距离。如果壳厚度采用节点厚度进行定义，该值将被缩放。*REBAR, ELEMENT=SHELL, MATERIAL=mat, GEOMETRY=ISOPARAMETRI
