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摘要：本文重点讲述一种可视化的分析方法-有限单元法，并以施工中经常使用到的C35混凝土为例，模拟其在静载和动载条件下，对砼试块的变形、位移、应力等进行对比分析，借助ANSYS分析软件更加直观地观察其在力作用下的变形、位移和应力等情况。由于有限元软件模拟可以轻松得到载荷作用下的连续性变化，而且可以从理论上去推断出实验的结果，因此，具有较高技术意义和参考价值。
关键词：有限单元法；C35混凝土；变形；位移；应力
1概述
通常情况下，传统的混凝土抗压强度试验是在试验室内利用万能压力试验机进行静载压力施压，然后得到在静载压力条件下混凝土所发生压力破坏的临界值，以此作为混凝土的强度值，这种方法稳定而可靠，但是却不能体现混凝土在动载条件下的变形和受力。然而有限元法不仅能模拟混凝土在静载条件下的受力和变形，而且对于动载条件下的受力和变形同样适用，通过形象而直观的视图来展现变形和受力的部位和大小，而且可以通过动画仿真，体现出它的时域特性，即体现出在外界条件下随时间变化而变化的物理特性。
有限单元法主要利用数学近似的方法去模拟真实的物理系统（几何和载荷工况），利用简单而又相互作用的元素，即单元，来实现用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。本文主要借助有限元法，利用ANSYS分析软件模拟混凝土试块在静载和动载条件下变形、位移、应力等情况并加以分析。下面就关于有限元法在C35混凝土材料方面作一个简例分析。
2建模和分析
问题描述：施工中使用的C35混凝土在使用前必须进行各项试验，下面主要是在实验的基础上，针对砼试块进行力作用下的模拟分析，C35混凝土弹性模量和泊松比分别为E=3.15e10Pa，μ=0.2，张开裂缝的剪切传递系数取0.35、闭合裂缝的剪切传递系数取1.0、抗拉强度2.20e6，抗压强度23.4e6，砼试块立方体尺寸为150mm×150mm×150mm，静载为9e5N，动载为5s内0N-9e5N连续性变化。建模与分析流程：
图中所示的是Y方向（即混凝土块的受力方向）的位移，在不同方法施加荷载的条件下，虽然最终荷载值和时间相同，但是他们的位移值是不同的，很明显，最终值为9e5N的动载对于混凝土块的位移小于9e6N的静载，从云图当中可以很直观地看到位移的数值大小，与传统的计算方法相比，要简单和方便的多。
4意义
（1）采用有限单元法可以更形象直观、简单方便地了解C35混凝土的强度和变形性质，为混凝土的理论研究提供了一种新的方法；
（2）可以从理论上推断出实验的结果，分析的结果与通俗的验算方法进行比较，即可有效地检验材料的各项指标；
（3）一般情况下很难做到动载的连续性分析，有限元在满足条件的情况下很容易实现，体现出其可操作性，由此可以看出，有限元在材料深度研究方面存在很大的潜力和价值；
（4）可以充分利用高速计算机所提供的方便，使问题得以快速求解，而且可以使求解问题的方法规范化、软件商业化，为有限元法推广和应用奠定了良好的基础。
参考文献：
[1]混凝土结构设计规范2010
[2]龚曙光，谢桂兰，黄云清.ANSYS参数化编程与命令手册.北京：机械工业出版社，2014.