REBAR的各种用法2. 2. 3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:定义膜单元定义壳单元定义面单元定义加强层的名字在实体单元中直接定1) *MEMBRANE SECTION, ELSET=memb_set_name*REBAR LAYER2) *SHELL SECTION, ELSET=shell_set_name*REBAR LAYER3) *SURFACE SECTION, ELSET=surf_set_name*REBAR LAYER rebar layer name4) *EMBEDDED ELEMENT, HOST ELSET=solid_set_name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S3) 对于壳单元,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:position in shell 岫:kn* HigkmrfiicWh euH-Wfl of shell■■- radial rebar {ori&ntatkir angle (f)rebar angular spacing indegrees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(=SXrebar 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 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:2 uncu red geomei r/b) cured geoiTietry怔iiiQ. . r cosqsin a — and s —场 rol I +『) r0 goesao*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nit al rebar angle, aDefeui' prqectetJ local sufece diieotions or user-deJined lodal $uifM日 dilediorts采用充气公式计算的rebar的定位,不管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。
例如以下图:1按照自定义的局部坐标系定位QR.,—crcpl directions.1.2 = default Im^I di reciionsFigure - 5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 - 6 Example of circumferential rebars in axisymmetric shell elements.20spacing of rebarpo&iilo-n in mil th c kness- d rectio^middle surfaceof shellcircu^erentia rebar (90° orientatio'nj,2 (7)2(1)3(T)等参1 1一2平面等参2——2 — 3平面thet a——从等卷1为角度输出变量输出的角度aHa ——从等参7为角度输出变童输出的角度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/壳湎单元法向正向为正。
如果在无扭曲的轴对称膜/壳湎单元上采用了非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,一半采用一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 - 7 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 - 8 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rebar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 midsurf^cerebar material 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X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 LAYER〔CAE中不能定义方向用于角度输出)rebar layer nam© A, s, distance of rebar from shell midsurfaqe 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=ORIENTFigure - 9 RBANG measurement for rebar defined relative to user-defined local coordinate directions.« - 30RBANG = 75 i。
日» 4—1. ISO,l£On = isoparannetric directionsQR ,—s^r d^lin^d locpl directions.1.2 = default locfll direciioris2.2. 4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>不能用于三角形壳瞧单元或者三棱锥,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s。