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MultiPlas 土木工程材料 非线性分析

概述

ANSYS/MultiPlas是面向ANSYS开发,针对土木和岩土工程行业的专用软件,提供了土木专用材料模型以及渗流计算能力。MultiPlas提供了丰富的土木专用材料本构模型,这些材料模型基于关联或者不关联弹塑性流动法则,可用于模拟土壤、岩石、混凝土、钢筋混凝土、钢、砌石、木头等材料的非线性行为。MultiPlas可以将各向同性屈服准则和各向异性屈服准则联合应用,基于等效均质化思想和多重屈服面理论来解决复杂的工程问题,可对节理岩体、砌石等结构的失效、断裂、裂隙扩展进行模拟。

集成于ANSYSMultiPlas提供了高效的算法对复合多重屈服面问题进行高效求解,为土木、岩土工程非线性材料与渗流模拟提供了专业的解决方案。


特色功能

岩土材料模型

考虑抗拉强度的摩尔库伦准则与Drucker-Prager准则:模拟土壤介质或者完整岩体,不仅可以考虑岩土的塑性和开裂行为,而且可以考虑剪胀效应。

节理模型:对岩体中的不连续软弱面,如断层、节理、层理、裂隙等地质构造进行模拟,基于摩尔库伦剪摩准则和非关联弹塑性模型对软弱面的弹塑性破坏行为进行描述。

弥散节理模型:模拟裂隙发育的节理岩体。基于多重屈服面理论,同时考虑完整岩体和每一组节理的非线性力学行为,将节理岩体概化为力学性能等效的各向异性均质体进行求解,基于多重屈服面判断完整岩体以及每一组节理的离散破坏模式,从而实现了应用连续体模型对任意复杂节理岩体的破坏模式的精确识别。

混凝土模型

混凝土模型为基于修正的Drucker-Prager准则的双屈服面模型,两个屈服面分别反映混凝土的受拉、受压不同性能,可考虑温度相关的材料行为。混凝土模型基于简单试验的混凝土参数,如单轴抗拉强度、单轴抗压强度和双轴抗压强度,即可准确模拟混凝土材料的应变强化、软化行为,并基于断裂能准确模拟混凝土的断裂破坏行为。


摩尔库伦准则与节理岩体多重屈服面模拟


混凝土压缩应力应变曲线

砌石模型

砌石模型采用Ganz多重屈服面模型,基于连续介质算法模拟砖石、砌石这种非连续体结构。Ganz模型是由十几个屈服面组成的塑性模型,不同的屈服面分别描述砌石块体、水平缝、端缝、纵缝等结构特征的抗压、抗拉、抗剪行为,并且可以考虑其强化、软化以及接缝搭接长度的影响。

木材模型

木材模型基于Boxed-value模型,采用多重屈服面理论描述木材这种自然生长的各向异性材料沿树干的纵向、径向、周向的独特应力应变关系。

节理渗流模型

multiPlas采用弥散节理模型,将节理渗流叠加在完整岩体上,基于节理参数得到等效各向异性渗透系数,并且开发了专用的渗流分析单元来考虑多组不同产状节理岩体同时存在而形成的满阵形式的各向异性渗透矩阵。从而可以基于连续介质算法对节理渗流进行准确计算。


典型应用