粘弹性人工边界在ABAQUS软件中的实现

粘弹性人工边界在ABAQUS 软件中的实现（一）

由于粘弹性人工边界是在粘性边界发展而来的，所以为了更加精确的模拟粘弹性边界，我从粘性边界的ABAQUS 实现开始。

首先在粘性边界下的波源问题：

应用ABAQUS 建立二维均匀弹性半空间进行分析, 考虑半无限介质模型, 介质密度为1 700 kg /m 3, 杨氏模量E 为1. 70×108 Pa, 泊松比v 为0. 25, 在顶面处入射脉冲波, 初始压缩波速Vp 为200 m / s, 周期为0.1 s, 幅值为1g, 加速度时程如图1所示。计算范围为100 m × 20 m, 单元大小为1m ×1m 。模型示意图如图2。 0.00

0.020.040.060.080.10

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

振幅脉冲 波 加速度时程 B

图1

图2

通过ABAQUS 软件模拟，得到结果文件：Job-huwei6131

然后解决波源问题：

取一个长为8m，深为4m 的土层为地基，地基土的弹性模量取 2.5Pa，泊松比取0.25，剪切模量取1Pa，密度取1kg/m3，剪切波速取1m/s，压缩波速取3m/s，输入一个频率为4Hz，最大幅值为1m 的剪切正弦波，持时去一个周期约为1.57s.

输入脉冲波：

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

位

移

（

m

）

时间（s）

输入的正弦脉冲

图3

同样采用粘性人工边界

网格划分为0.1m×0.1m，侧向人工边界采用和波源问题相同的方法即释放脉冲波作用方向，约束其他方向。

图4

通过数值软件模拟得到的结果：Job-huwei6141