ANSYS là một phần mềm mô phỏng mạnh mẽ dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn với hệ thống thư viện phần tử và thư viện vật liệu phong phú, nó có thể giải quyết các bài toán ứng suất tuyến tính, kết cấu phi tuyến hình học hay phi tuyến vật liệu. Chính vì một số ưu điểm nêu trên cộng với độ tin cậy của phần mềm mà việc ứng dụng Ansys để mô phỏng ứng xử cơ học của cột bê tông cốt GFRP là vô cùng hiệu quả.
Mô hình hóa khối bê tông bằng phần tử khối ba chiều
Phần tử được sử dụng để mô hình khối bê tông là phần tử Solid65 trong chương trình ANSYS. Đây là phần tử đăc biệt được dùng để mô hình cho vật liệu bê tông. Phần tử này gồm có 8 nút vơi 3 bậc tự do chuyển vị dài tại mỗi nút, phần tử có dạng hình học như hình dưới.
Mô hình hóa cốt thép bằng phần tử thanh
Phần tử được sử dụng để mô hình cốt thép bên trong dầm là phần tử dạng thanh. Trong Ansys, đó là phần tử Link180. Yêu cầu của loại phần tử này thì phải có 2 nút trong 1 phần tử. Mỗi nút có 3 bậc tự do đó là chuyển vị theo phương x, y, z. Phần tử này cũng có khả năng biến dạng dẻo. Đặc trưng hình học và vị trí nút của loại phần tử này như trong hình dưới.
Hình 2.9. Phần tử cốt thép Link180
Liên kết giữa phần tử bê tông và cốt trong Ansys
Liên kết giữa bê-tông và cốt GFRP được giả định là tuyệt đối trong mô hình ANSYS. Phần tử Link180 của cốt GFRP được kết nối giữa các nút của phần tử khối bê-tông Solid65 liền kề, do đó 2 vật liệu được liên kết tại 1 nút.