混凝土开裂模型适用模块：Abaqus/ExplicitAbaqus/CAE参考“Materiallibrary:overview,”Section18.1.1“Inelasticbehavior,”Section20.1.1*BRITTLECRACKING*BRITTLEFAILURE*BRITTLESHEAR“Definingbrittlecracking”in“Definingothermechanicalmodels,”Section12.9.4oftheAbaqus/CAEUser'sManual概述Abaqus/Explicit模块中脆性断裂模型：提供一种通用模型来模拟包括梁单元、桁架单元、壳单元以及实体单元在内的所有单元形式；也可以用来模拟诸如陶瓷及脆性岩石的其他材料；用于模拟受拉开裂占主导地位的材料本构行为；假设受压行为是线弹性的；必须与线弹性模型(“Linearelasticbehavior,”Section19.2.1)同时使用，它也定义了材料开裂前的本构行为；用于模拟脆性行为占主导地位的本构关系是十分准确的，基于此，假设受压行为是线弹性的是合理的；该模型主要是用于钢筋混凝土结构的分析，同时也适用于素混凝土；基于脆性失效准则，将失效单元删除；关于失效单元删除的内容详见“Acrackingmodelforconcreteandotherbrittlematerials,”Section4.5.3oftheAbaqusTheoryManual.关于ABAQUS中可用混凝土本构模型的相关讨论参见“Inelasticbehavior,”Section20.1.1。钢筋ABAQUS中，混凝土结构中的钢筋是通过指定Rebar单元实现的。Rebar单元是一维应变理论单元（杆单元），既可以单独定义，也可以镶嵌在有向曲面上。关于Rebar单元的相关讨论参见“Definingrebarasanelementproperty,”Section2.2.4。Rebar单元特别地用来模拟钢筋的弹塑性行为，并且可叠加在用于模拟素混凝土标准单元的网格上。基于这种模拟方法，混凝土的开裂行为与Rebar是没有关系的。混凝土和钢筋之间的相互作用，例如粘结滑移、销栓作用，可以引入拉神硬化（强化）的概念来近似模拟混凝土裂缝处荷载向钢筋转移的特点。开裂Abaqus/Explicit中使用弥散裂缝模型来表征混凝土脆性行为的非连续性。这种方法并不关注于单个宏观裂缝，相反地，只是独立地计算有限元模型质点处的本构关系。裂缝的存在对于计算的影响在于：裂缝的存在影响质点处的应力和材料刚度。为简化本部分讨论内容，“开裂”一词实质上代表的是一个方向——所考虑单个质点处裂缝的方向，与其最相近的物理解释为：在一个质点附近出现一系列连续的微裂缝，其方向由模型本身决定。裂缝的出现使材料具有各向异性的特点，这也是在模拟混凝土本构关系模型中重要的一点。开裂方向Abaqus/Explicit开裂模型假设裂缝位置固定，方向正交，一个质点处裂缝数量的最大值由有限元模型质点处直接应力分量的方向决定（三维问题、平面应变问题以及轴对称问题最多有三条裂缝，平面应力问题及壳单元问题最多有两条裂缝，梁和桁架问题最多一条裂缝）。一旦某一质点处出现裂缝，所有的向量和张量的分量即旋转一个方向，这样使得裂缝处于一定的局部坐标系下，该局部坐标系则根据开裂方向向量（开裂面的法向量）定义。模型保证这些开裂面法向量都是正交的，因此局部开裂坐标系可以用笛卡尔直角坐标系表示。输出的结果则既可以在整体坐标系下表示也可以在局部坐标系下表示。裂缝检测Abaqus中应用简单的Rankine准则判断裂纹的开裂，该准则为：当脆性材料的最大主拉应力超过其拉应力强度限制时裂缝即出现。虽然裂缝检测是基于Ⅰ型裂缝（张开型裂缝），但是之后的开裂行为模拟同时包含了Ⅰ型（拉伸软化/硬化）和Ⅱ型（剪切软化/传递）的力学行为，如下所述。一旦达到Rankine准则的要求，就假设第一条裂缝形成。开裂面的法向量与最大主拉应力的方向相同。后续形成裂缝的开裂面的法向仍与最大主拉应力的方向相同，这样同一点处相继出现裂缝的开裂面的方向均是正交的。裂缝是不可恢复的，就此而言，某一质点处裂缝一旦出现就会贯穿后续计算的始终。然而，裂缝会沿着开裂面的法线方向闭合和重新张开。该模型忽略与裂缝相关的永久性应变，即假设：当裂缝处的应力由拉变为压时，裂缝是可以完全闭合的。拉伸硬化（拉伸强化）可以通过定义失效后应力—应变关系或者断裂能量开裂准则，来人为指定裂缝处直接应变的后失效力学行为。失效后应力—应变关系指定钢筋混凝...
