[Т.Н.]

Подскажите пожалуйста, работает ли критерий прочности бетона заложенный в ANSYS хотя бы для плоского напряженного состояния? делал ли кто-нибудь тестовые расчеты для проверки данного критерия?

[vanAvera]

Сделайте сами, что за беда. Смоделируйте испытания и посмотрите на результат. Определение кубиковой прочности - в любом учебнике есть.
Вообще-то с подобного начинается любое исследование

[RomanT]

работает, проверяли.

В Ансисе используется критерий прочности William-Warnke. В общем случае он рассматривает прочности бетона в трёхмерном напряжённом состоянии. Так что с плоским состоянием не должно быть проблем, тем более, что для напряжённых состояний, отличных от трёхмерных, теория прочности имеет большую сходимость с практическими результатами.

Сам критерий William-Warnke создавался экспериментальным путём. Подставляя в него главные напряжения, вы определите достигнут-ли предел прочности с достаточно большой точностью. Более важный вопрос КАК вы определили эти главные напряжения с помощью Ансиса.

[Т.Н.]

RomanT, спасибо Вам огромное. Рады, что поняли наш вопрос. Мы искали предельные главные напряжения согласно теории William-Warnke, уравняения брали из Help ANSYS. Нас заставило засомневаться следующее: думали, что надо задавать диаграмму напряжения - деформации для одноосного сжатия, независимо от того одноосное, плоское или объёмное напряженное состояние возникает в элементах, но когда ставили численые эксперименты, то не не могли выйти за пределы напряжений превышающих расчетное сопротивление одноосному сжатию при плоском напряженном состоянии. Затем задали диаграмму напряжения - деформации, где предельные напряжения равны 1.2Rb, и некоторые точки достаточно близко подошли к той поверхности, которую мы получили аналитически. Поэтому стал вопрос работает ли вообще этот критерий, и подскажите пожалуйста какую все-таки диаграмму деформации-напряжения надо задавать.

[shtoss]

Сообщение от Т.Н. RomanT, спасибо Вам огромное. Рады, что поняли наш вопрос. Мы искали предельные главные напряжения согласно теории William-Warnke, уравняения брали из Help ANSYS. Нас заставило засомневаться следующее: думали, что надо задавать диаграмму напряжения - деформации для одноосного сжатия, независимо от того одноосное, плоское или объёмное напряженное состояние возникает в элементах, но когда ставили численые эксперименты, то не не могли выйти за пределы напряжений превышающих расчетное сопротивление одноосному сжатию при плоском напряженном состоянии. Затем задали диаграмму напряжения - деформации, где предельные напряжения равны 1.2Rb, и некоторые точки достаточно близко подошли к той поверхности, которую мы получили аналитически. Поэтому стал вопрос работает ли вообще этот критерий, и подскажите пожалуйста какую все-таки диаграмму деформации-напряжения надо задавать.

Присоединяюсь к вопросу. Вы задачу формируете через APDL?

Сообщение от RomanT работает, проверяли. В Ансисе используется критерий прочности William-Warnke. В общем случае он рассматривает прочности бетона в трёхмерном напряжённом состоянии. Так что с плоским состоянием не должно быть проблем, тем более, что для напряжённых состояний, отличных от трёхмерных, теория прочности имеет большую сходимость с практическими результатами. Сам критерий William-Warnke создавался экспериментальным путём. Подставляя в него главные напряжения, вы определите достигнут-ли предел прочности с достаточно большой точностью. Более важный вопрос КАК вы определили эти главные напряжения с помощью Ансиса.

Если можно про теорию прочности William-Warnke можно где-нибудь подробно почитать на русском. Она на энергетическом подходе основана? Или силовом?

[Т.Н.]

shtoss, мы не на русском ее читали, но кое-что перевели можем скинуть на почту, высылайте в личку сообщение...
а более подробно посмотрите в разделе Concrete в Help Ansys, считали в APDL

[RomanT]

SHTOSS, боюсь что критерий прочности имеет под собой чисто экпериментальную основу. Испытывая образцы на разное соотношение главных напряжений, получали экспериментальные данные. Затем под эти данные подгоняли математическую модель критерия прочности...

Т.Н. Конечно, формально одноосные диаграммы деформации-напряжения (которые даны например в нормах) не годятся для трёхмерного напряжённого состояния. Т.к. степень напряжённого состояния в одном направлении влияет на диаграмму деформации-напряжения в другом направлении. Однако эту проблему смогли решить, установив математические зависимости между этим всем. Возможно, в модели бетона ANSYS это таким образом и учтено.
В моей библиотеке есть работа американцев где они описывают как моделировали в Ансис железобетонные балки и с использованием упомянутого критерия прочности находили предел прочности балки. Результаты сопостовляли с "полевыми" испытаниями и отличие было 5-20%. Что достаточно неплохо. И использовались одноосные диаграммы кстати.

А в вашем случае, наверное, было получено состояние сжатия бетона в обоих плоскостях. То что критерий вырос до 1.2 это не удивительно, т.к. согласно теории прочность возрастает по сравнению с одноосной прочностью, если во всех направлениях элемент обжат. Почитайте в АНСИС про модель бетона, возможно там это и разъяснено.

Если не секрет, скажите для чего считаете бетон в Ансисе? Для практики или чисто теоретические исследования какие-то?

[Т.Н.]

RomanT, мы занимаем теорией, пишем дипломную работу. Нам для дальнейшего исследования необходимо быть уверенными, что критерий прочности работает для сложного напряженного состояния. У нас есть статьи американцев Воланского и Кочлакева, там они действительно задавали диграмму деформации - напряжения для одноосного сжатия, но дело в том что для их расчета это приемлемо. У нас же объмноеное НДС, и мы проводили тестовые расчеты и при плоском НДС при этом задавая диаграмму напряжения - сжатия для одноосного сжатия, но критерий прочности не работал...не понимаем почему и поэтому подняли данную тему...

а вы для какой конструкции делали тестовые расчеты?

[СергейД]

Извините, к сожалению, нет времени даже вчитаться в вами написанное.
думаю вы усложняете.
бетон тестировали. верифицировали. решали практические задачи.
критерий виллема-варнке не бесспорен, но позволяет сходиться практическим задачах.
он безусловно переусложнен, поскольку формировался на эмпирических экспериментах моделей плотин с развитым трехосным состоянием.
его можно и нужно упрощать= но как это сделать сказать не берусь. я лично "для науки" занят совершенно иным-аэродинамикой.... а бетон просто считаю. и получается.

аналогично в грунтах Друкер-Прагер. его можно высмеивать, критиковать, но он работает (не вообще, а конкретно в ансис)
дело в реализации.

советую перенести акцент на практическое изучение технологий нелинейных расчетов вообще и в ансис в частности , а уж потом разбираться с виллемом-варнке.

[RomanT]

Сообщение от Т.Н. а вы для какой конструкции делали тестовые расчеты?

я моделировал работу бетона в безбалочном перекрытии, в местах примыкания капителей (т.е. там где плита работает на продавливание). Для дипломной работы. Использовал ансис и использовал одноосные диаграммы деформирования. Для определения деформаций бетона использовал модель материала cast iron.

В книге Карпенко даны решения для использования одноосных диаграмм для определения обьёмных характеристик деформативности материала. Повторяюсь, надо изучить как в Ансисе определяются характеристики деформативности для объёмного НДС. Возможно, всё учтено аналогично Карпенко или других умных дядек.

Не совсем понимаю, что значит по вашему "критерий прочности не работал". Полагаю вы зря удивляетесь тому, что материал в обьёмном НДС не разрушился при напряжениях Rb. Это нормально, особенно если НДС - сжатие в 2-ух или тем более 3-ёх главных напряжений.

[Jamalvs]

Здравствуйте. По поводу объемного напряженного состояния. Есть критерий прочности? Интересует для сталебетонного элемента (колонны). Возможно ли смоделировать металлическую обойму в которой находится бетонное ядро. Металл при нагрузке препятствует поперечному расширению бетона, создавая в нем объемное напряженное состояние. Хотелось бы для конкретно случая узнать разрушающую нагрузку.

[RomanT]

Математическое выражение критерия прочности бетона (напр. Карпенко) обращается в бесконечность при трёхосном равномерном сжатии...

[СергейД]

ничего принципиально сложного в расчете сталебетона нет.
разумеется при адекватных знаниях о его истинных прочностных свойствах
(а не тех, что предписываются нормами= билинейных и тп)
решали не раз подобное. и огнестойкость в том числе.
если есть уже какой-то расчет или статья с экспериментом для похожего=
лучше начать с него.
сейчас крайне занят. вышлите в личку задачу= через неделю посмотрю.