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混凝土结构在其工作过程中,除了承受正常设计荷载外,往往还会承受一些诸如碰撞、地震甚至爆炸等动荷载作用,由于其不可预知性及对结构的破坏性,这些荷载往往成为控制结构设计的重要因素。目前通常采用混凝土材料的静态力学性能对结构进行动力分析,然而许多研究表明混凝土材料具有率相关性,材料的动态性能与静态条件下明显不同,鉴于通用有限元软件本身提供的动态本构关系不太适合混凝土材料或表达式太过复杂,参数难于标定,同时如果按照自己提出的混凝土动态本构模型对商业软件进行二次开发又比较难以实现,因此,课题组自行编制了空间率相关动力有限元程序RDDP(Rate-Dependent Dynamic Program)。原程序RDDP由一个主程序、25个子程序组成,约3000行命令语句,通过详细研究该程序的编写流程及技术路线,本文发现如下一些不足:1)原程序没有处理开裂和压坏后的应力特性,且各应力状态均采用三维各向同性的[D]([D]为应力应变关系矩阵)矩阵形式,而混凝土材料在较高应力状态下各向异性表现比较明显;2)原程序采用荷载增量法对结构进行计算分析,该方法无法研究结构破坏后荷载-位移软化段;3)原程序的设计比较复杂,部分流程分工不够明确,输入输出文件人工干预较多。针对上述不足,本文从本构模型、非线性求解方法及整个程序设计框架这三个方面进行改进,主要内容如下:1)基于现有资料并借鉴相关大型通用软件的本构模型,选取一个能反映混凝土主要力学特性且表达相对简单的非线性弹性本构模型作为程序的静力本构模型,采用原程序应变率因子的概念,对选取的本构模型进行修正,并通过引入强度改变因子,得到多轴应力条件下等效单轴动态应力-应变关系;2)引入弥散裂缝模型,通过修正材料的本构矩阵,归纳总结出各种应力状态下10种[D]矩阵形式,描述了混凝土开裂和压坏后的混凝土力学特性;3)引入弧长法研究荷载-位移曲线的下降段,实现程序中可根据需要采用牛顿法、弧长法,或混合采用这两种方法进行迭代计算;4)重新设计程序框架并编写了相关程序,命名为RDDP-V2(Rate-Dependent Dynamic Program:Version 2),使程序计算过程更为模块化,前后处理中功能更为优化,各预留接口更为明确。最后,采用改进后的程序对混凝土棱柱体试块进行单轴的静力线弹性、静力非线性、率相关非线性、动力线弹性及动力非线性的有限元计算,通过与理论解、ADINA程序解的对比,验证并分析了程序各模块的正确性。