考虑洛德角影响的边界面模型在ABAQUS中的数值研究

合集下载

08 在ABAQUS中设置载荷和边界条件介绍

08 在ABAQUS中设置载荷和边界条件介绍
• 比如,可以改变载荷的大小,或者只是使载荷无效
Байду номын сангаас
边界条件管理器
北京怡格明思工程技术有限公司
8.5 例子
载荷和边界条件能够继续或者被删除
• 能够研究各种载荷和边界的组合效果
北京怡格明思工程技术有限公司

8.5 例子
4.初始条件
• 初始条件更一般的标题为“场” • 在初始分析步中定义的场是通过定义初始条件定义的
北京怡格明思工程技术有限公司

8.6 练习5
北京怡格明思工程技术有限公司

练习5a:定义分析步、接触、边界条件和载荷—绞模型
习题任务
1.为绞模型定义分析步。 2.指定合适的输出需求。 3.在绞的组件之间定义机 械接触。 4.施加固定边界条件和压 力载荷。
幅值定义既可以参考分 析步时间也可以参考总 时间。
Create和Edit Amplitude对话框
北京怡格明思工程技术有限公司
8.3 解析场(Analytical Field)
北京怡格明思工程技术有限公司

8.3 解析场(Analytical Field)
• • • • 压力 温度 初始状态 ……
北京怡格明思工程技术有限公司

8.5 例子
北京怡格明思工程技术有限公司

8.5 例子
Example1: 在Abaqus/CAE中定义载荷和边界条件
1.创建载荷(或边界条件),并选择该载荷激活的分析步

热 分布和集中热流 …
北京怡格明思工程技术有限公司
8.1 载荷(Load)
载荷可以根据与时间相关的幅值变化 集中力即可以参考总体坐标系,也可以参考局部坐标 系或基准坐标系 有一些载荷类型,在Abaqus/CAE不直接支持。可以利 用Keyword Editor使用目前GUI不支持的任何功能。

ABAQUS 软件中部分土模型简介及其工程应用

ABAQUS 软件中部分土模型简介及其工程应用

第25卷增刊 2004年11月收稿日期:2004-07-15作者简介:朱向荣,男,1961年生,浙江大学岩土工程研究所教授,博士生导师,浙江大学宁波理工学院副院长。

主要从事软粘土力学、基础工程和环境岩土工程等方面的研究。

E-mail: zhuxr@文章编号:1000-7598-(2004) 增-0144-05ABAQUS 软件中部分土模型简介及其工程应用朱向荣1, 2 王金昌1(1.浙江大学 岩土工程研究所,杭州 310027;2.浙江大学 宁波理工学院,宁波 315104)摘 要:介绍了ABAQUS 软件中部分土本构模型,包括扩展Drucker-Prager 模型和Mohr-Coulomb 模型,探讨了二者的关系及扩展Drucker-Prager 模型的适用性。

通过分析得出了当内摩擦角>22º 时,不能采用Drucker-Prager 模型逼近Mohr-Coulomb 模型,当内摩擦角≤22º 时则可以代替。

并介绍了服从弹性库仑摩擦本构模型的三结点接触单元。

以筒桩工程实例为算例,分析了筒桩内外侧摩阻力发挥性状,给出了荷载沉降计算曲线,并与实测曲线进行了对比,二者吻合较好,说明了有限单元法的有效性。

关 键 词:ABAQUS 软件; Mohr-Coulomb 模型;Drucker-Prager 模型;接触单元;筒桩 中图分类号: TB 115 文献标识码: AIntroduction to partly soil models in ABAQUS Software andtheir application to the geotechnical engineeringZHU Xiang-rong 1,2 , WANG Jin-chang 1(1 Institute of Geotechnical Engineering , Zhejiang University, Hangzhou 310027,China;2 Ningbo Institute of Technology , Zhejiang University, Ningbo 315104,China)Abstract: Firstly, partly soil constitutive models are introduced including the extended Drucker-Prager model and Mohr-Coulomb model. The relationships between Mohr-Coulomb and Drucker-Prager model, the applicability of the extended Drucker-Prager model are discussed. Through discussions the Drucker-Prager model can be fit to Mohr-Coulomb model when the inner friction angle is large than 22 degree, it can be fit to Mohr-Coulomb model when the inner friction angle is less and equal 22 degree. Secondly, the three nodes contact element obeying the elastic Coulomb friction constitutive model is presented. At last, The law of the inner and outer friction force in the tubular pile is analyzed. The calculated and the measured curves of the load-displacement are put forward based on the tabular piles engineering. The results are satisfied. At the same time it shows than the FEM is valid to analyze the characters of tubular pile capacity.Key words: ABAQUS Software; Drucker-Prager model; Mohr-Coulomb model; montact element; tubular pile1 引 言对于一个具体岩土工程问题可以通过解析法、数值模拟和室内外试验三种方法进行研究。

GCr15轴承钢大变形弹塑性力学性能试验研究

GCr15轴承钢大变形弹塑性力学性能试验研究

诫脸•脸测GC—5轴承钢犬变形弹塑性力学性能试验研究口吴宇峰口戎嘉琪口余丰宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211摘要:对GC—5轴承钢大变形弹塑性力学性能进行了试验研究,分析了应力三轴度和洛德角对GC—5轴承钢大变形弹塑性力学性能的影响#在研究中,对GC—5轴承钢进行拉伸、压缩、剪切压缩等不同应力状态下的力学性能试验。

通过试验确认,GC—5轴承钢在拉伸和压缩状态下无颈缩现象,发生脆性断裂;在剪切压缩状态下发生韧性断裂,形成大变形#基于力学性能试验,修正Bai-Wierzbizki本构模型的各项参数,并应用有限元软件建立GC—5轴承钢剪切压缩三维模型,进行数值模拟验证。

研究结果表明,同时包含应力三轴度和洛德角可以更好地预测GC—5轴承钢的剪切大变形#关键词:轴承钢大变形力学性能试验中图分类号:TH142.1文献标志码:A文章编号$1000-4998(2021)02-0071-05Abstract:The elastoplastic mechaniccl p—pe—ies of the GC—5be—ng steel under larye defo/nation were expe—sentally studied%and the effects of stress tuaxiality and Lode angle on the elastoplastic mechaniccl p—perties of the GC—5be—ng steel under larye defo—nation were analyzed-In the research%the mechaniccl properties of the GC—5bea—ng steel under diffe—nt stress states such as tension%comp—ssion,and shear compression were tested-It is confi/ned through expe—sets that the GC—5bea—ng steel has no necking phenomenon under tension and compression,and b—ttle fracture occur.Ductile fracture occu—under shear compression,—suiting in larye defo/nation-Based on the mechaniccl testing,the pa—mete—of theBai-Wierzbizki constitutive model were revised,and the fSite element so/wpo was used to establish the3D shear—comp—ssion model of the GC—5bearing steel for v—ficction by nume—ccl sisulation.The resea—h results show that when stress tWaxiality and Lode an/e are contained at the same Use,the larye shear defo/nation of the GC—5bearing steel can be predicted in a bl W r way.Keywordt:Bearing Steel Large Deformation Mechanical Property Experimeet1研究背景GC—5轴承钢广泛应用于轨道交通、航天航空、建筑等领域,容易产生结构碰撞、挤压等现象*GC—5轴承钢在发生碰撞时,会形成高温、高压等物理现象*在高温高压下,材料会产生大塑性变形,甚至断裂破坏*因此,研究适用于GC—5轴承钢大变形的本构关系,确定本构关系中的材料参数,具有重要意义*针对金属材料的大变形,Rittel等⑴提出一种新的剪切压缩试样,并进行数值模拟*研究表明,这一试样的应力状态是三维的,而不是简单的剪切受力*Do—goy等⑵对Rittel等提出的剪切压缩试样进行改进,然后对试样进行剪切压缩和剪切拉伸试验*结果表明,剪切拉伸大变形失效行为与剪切压缩有明显不同*材料大变形引起的延性断裂力学行为与多种因素有关,包含复杂的物理机制,从微观角度解释分为孔洞的形核、长大、聚合、裂纹伸展四个阶段*国内外学者从大量试验中发现应力三轴度是影响孔洞发展的一个重要因素*Rico 等⑶研究发现材料所受的静水压力对孔洞的长大有重要影响,并提出了孔洞增长理论*基于孔洞增长理论,研究人员提出了一系列本构模型,如空穴增长模型、应力修正临界应变模型、Johnson-Cook模型〔一6〕等*但是,这些本构模型都只考虑应力三轴度的影响,而并未考虑复杂应力状态对材料大变形的影响*事实上,在研究中应当同时考虑应力三轴度和洛德角因素*Xue Liang等一8]通过不同应力状态的力学试验,对比发现浙江省教育厅项目(编号:Y201940908);宁波市自然科学基金资助项目(编号:2019A610172)诫验■栓测偏应力的第三不变量也是影响孔洞发展的重要参数。

粘弹性边界在ABAQUS中的应用及验证

粘弹性边界在ABAQUS中的应用及验证

粘弹性边界在ABAQUS中的应用及验证任东帅【摘要】对有限域内的土体加载地震波的方法进行了论述,使用ABAQUS有限元分析软件进行数值模拟,通过计算二维矩形土体模型,验证使用粘弹性人工边界的正确性及可行性.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2019(045)007【总页数】2页(P92-93)【关键词】ABAQUS;粘弹性边界;地震波【作者】任东帅【作者单位】兰州大学土木工程与力学学院,甘肃兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】TU4111 波动问题中的边界条件当从无限地基介质取出部分土体作为研究的计算区域进行地震作用下的数值模拟时,被切取的边界处的应力应变与其在原无限域地基介质中不同,这是由于地震波到达模型顶面后又反射回底面,反射回的波不能被底面吸收,导致波在模型内部来回反射,放大了地震波的实际效应,与事实存在较大误差。

因此必须在边界处施加合理的边界条件,从而使反射回的地震波能够被底边界完全吸收。

在研究此问题的最初阶段,研究者通常采用远置边界条件[1]。

即将人工边界取至离所需研究区域足够远处,以保证地震波在计算时间内,边界反射的波不能到达所研究区域。

这种边界在使用方面简单易操作,在计算结果方面精度很高,但其缺点是随着计算模型尺寸的增大以及结构复杂程度的提高,这种边界会增加自由度数目,对计算机提出很高的要求,加大了该问题的计算成本。

因此,研究者不断研究将边界设置得离研究区域更近,推导计算出了可用于半无限空间波动问题的吸收边界。

这些边界大致可分为两种,一种是全局人工边界,一种是局部人工边界。

全局人工边界和局部人工边界分别具有时空耦联和时空解耦的的特性。

因此同样的模型,相比而言,使用局部人工边界更加节省计算机储存量,也可以缩短计算时间。

这使得局部人工边界在此类问题中使用较多,其中粘弹性人工边界[2]由于其较好的收敛性、鲁棒性和易于程序实现的特点,更是得到了较广的应用。

2 粘弹性边界的分类目前使用较多的是清华大学刘晶波提出的集中粘弹性人工边界[2]和一致粘弹性人工边界[3]。

Abaqus求解器性能详述

Abaqus求解器性能详述

Abaqus求解器性能详述Abaqus求解器性能:1.比其他通用有限元软件更多的单元种类,单元种类达562种,提供了更多的选择余地,并更能深入反映细微的结构现象和现象间的差别。

除常规结构外,可以方便地模拟管道、接头以及纤维加强结构等实际结构的力学行为。

2.隐式和显式求解器无缝集成,同为ABAQUS公司的产品,单元类型和命名一致,用户可以很方面的进行两种求解方法的转化和联合运算。

3.更多的接触和连接类型,可以是硬接触或软接触,也可以是Hertz接触(小滑动接触)或有限滑动接触,还可以双面接触或自接触。

接触面还可以考虑摩擦和阻尼的情况。

上述选择提供了方便地模拟密封,挤压,铰连接等工程实际结构的手段。

4.材料非线性是ABAQUS非线性分析的一种重要类型。

它具有丰富的材料模型库,涵盖了弹性(包括超弹性和亚弹性)、金属塑性、粘塑性、蠕变,各向异性等各种材料特性。

5.在复合材料方面:ABAQUS允许多种方法定义复合材料单元,包括复合材料壳单元、复合材料实体单元以及叠层实体壳单元;提供基于平面应力的失效准则和基于断裂力学的开裂功能,包括最大应力、Tsai-Hill、Tsai-Wu Azzi-Tsai-Hill和最大应变等理论研究纤维、基体和界面失效以及纤维屈曲失效等失效模式;采用Rebar单元模拟纤维增强复合材料中的纤维,并可以把它们定义在独立的壳单元、薄膜单元和表面单元内部再嵌入到模拟基体的实体单元中,方便用户进行灵活的建模和后处理;ABAQUS提供了壳单元到实体单元的子模型功能和壳单元到实体单元的tie约束功能,可以对复合材料局部重要区域方便地进行细节建模;用户自定义材料机械性能(UMAT)子程序可以由用户定义各种复杂的机械本构模型并使用在ABAQUS分析中,UMATs 已经被广泛用于研究金属基体复合材料, 固化, 纤维抽拔, 和其他对复合材料很重要的局部效应。

6.在橡胶材料方面:橡胶本构模型种类齐全,达16种之多,可以模拟各种橡胶材料的特性;可以直接输入橡胶材料的实验参数,生成对应的橡胶模型,并对模型的稳定性进行检验,确定稳定收敛区间;ABAQUS目前独有的Mullin效应模拟可以在橡胶的超弹性本构中考虑加载和卸载中应变能的损失,以及转化为热能的效应,为精确模拟橡胶减震性能和工作中生热情况提供了途径,资料显示相比其他通用有限元软件,考虑Mullin效应的模型在处理橡胶大变形问题中与实验结果对比更为接近;橡胶模型与接触/摩擦功能能很好地结合,能处理橡胶材料的软化、老化等问题;经长期的工程应用,ABAQUS的垫片单元(*Gasket)被公认可以方便有效地模拟橡胶垫圈密封的机理和现象,广泛用于汽车发动机等复杂机械结构的密封分析中。

ABAQUS分析步骤

ABAQUS分析步骤

1.几何模型导入File>import>part选择要导入的部件,在导入Bone与Tooth部件时,在Topology下选择Shell,而PDL为solid。

2.设置Bone、Tooth为离散刚体。

在左边的模型树中,右击Parts中Bone和Tooth,edit>Edit>Part>Type>Discrete rigid.3.在Part模块中建立Tooth和Bone的集合、参考点及面集。

在菜单栏Tools菜单下,创建Tooth和Bone的参考点(参考点可以选择外面的点/输入坐标点或者是其表面的点,并命名为RP-Tooth和RP-Bone,并创建参考点的集合为Set-RPTooth和Set-RPBone.创建Bone和PDL接触的牙槽窝内表面的面为Surf-Bone,Tooth的整个外表面设为Surf-Tooth。

4.网格划分及牙周膜偏移成体(对于PDL为给定的面时)。

进入mesh模块,首先对PDL进行面网格划分,对面进行分割与合并,使得处理后的PDL的各小面尽量成规则的四边形,然后播撒种子,种子尺寸为0.1,网格控制中选择Free格式,然后进行网格划分,(注意划分的面网格要全为四边形网格,否则在体网格生成的既有三棱柱/五面体又有四棱柱/六面体,在进行单元类型选择和材料属性赋予时会提示错误,只能选择同一种网格)由于既有面网格划分完后,创建Mesh文件,在菜单栏中Mesh>Creat Mesh Part,在出现的Mesh part name框中输入PDL,回车,Mesh>Edit>Edit Mesh>Mesh>Method>offset(creat solid layers),选择划分好的面网格,在出现的offset mesh- solid layers对话框中选择偏移的方向,由于是向内偏移,选择紫色的样本,偏移总厚度为0.2,层数为2,体网格生产后,如果都是六面体就可以选择设置单元类型为C3D20RH。

(完整word版)ABAQUS实例讲解心得

(完整word版)ABAQUS实例讲解心得

(完整word版)ABAQUS实例讲解心得ABAQUS 简介[1] (pp7)在[开始] →[程序] →[ABAQUS 6.5-1]→[ABAQUS COMMAND],DOS 提示符下输入命令Abaqus fetch job = 可以提取想要的算例input 文件。

ABAQUS 基本使用方法[2](pp15)快捷键:Ctrl+Alt+左键来缩放模型;Ctrl+Alt+中键来平移模型;Ctrl+Alt+右键来旋转模型。

②(pp16)ABAQUS/CAE 不会自动保存模型数据,用户应当每隔一段时间自己保存模型以避免意外丢失。

[3](pp17)平面应力问题的截面属性类型是Solid(实心体)而不是Shell(壳)。

ABAQUS/CAE 推荐的建模方法是把整个数值模型(如材料、边界条件、载荷等)都直接定义在几何模型上。

载荷类型Pressure 的含义是单位面积上的力,正值表示压力,负值表示拉力。

[4](pp22)对于应力集中问题,使用二次单元可以提高应力结果的精度。

[5](pp23)Dismiss 和Cancel 按钮的作用都是关闭当前对话框,其区别在于:前者出现在包含只读数据的对话框中;后者出现在允许作出修改的对话框中,点击Cancel 按钮可关闭对话框,而不保存所修改的内容。

[6](pp26)每个模型中只能有一个装配件,它是由一个或多个实体组成的,所谓的“实体”(instance)是部件(part)在装配件中的一种映射,一个部件可以对应多个实体。

材料和截面属性定义在部件上,相互作用(interaction)、边界条件、载荷等定义在实体上,网格可以定义在部件上或实体上,对求解过程和输出结果的控制参数定义在整个模型上。

[7](pp26) ABAQUS/CAE 中的部件有两种:几何部件(nativepart)和网格部件(orphan mesh part)。

创建几何部件有两种方法:(1)使用Part 功能模块中的拉伸、旋转、扫掠、倒角和放样等特征来直接创建几何部件。

abaqus边界条件和自由度

abaqus边界条件和自由度

ABAQUS模型中的6个自由度,其中的坐标中编号是123而不是常用的X.Y.Z因为模型的坐标系也可以是主坐标系或球坐标系等。

边界条件的定义方法主要有两种,这两种方法可以混合使用:
自由度1(U1):沿坐标轴1方向上的平移自由度。

自由度2(U2):沿坐标轴2方向上的平移自由度。

自由度3(U3):沿坐标轴3方向上的平移自由度。

自由度4(UR1):沿坐标轴1上的旋转自由度。

自由度5(UR1):沿坐标轴2上的旋转自由度。

自由度6(UR1):沿坐标轴3上的旋转自由度。

2、约定的边界条件类型:
XSYMM:对称边界条件,对称面为与坐标轴1垂直的平面,即
U1=UR2=UR3=0;YSYMM对称边界条件,对称面为与坐标轴2垂直的平面,即
U2=UR1=UR3=0;ZSYMM对称边界条件,对称面为与坐标轴3垂直的平面,即
U3=UR1=UR2=0;XASYMM反对称边界条件,对称面为与坐标轴1垂直的平面,即
U2=U3=UR仁0;YASYMM反对称边界条件,对称面为与坐标轴2垂直的平面,即
U1=U3=UR2=0;ZASYMM反对称边界条件,对称面为与坐标轴3垂直的平面,即
U1=U2=UR3=0;PINNED约束所有平移自由度,即5=U2=U3=0;
ENCASTRE约束所有自由度(固支边界条件),即
5=U2=U3=UR仁UR2二UR3=0H只沿着y轴直线运动,应为U1=U3=UR1=UR2=UR3=0
类似刚体的自由度,对称或反对称认为是刚体对一个面而言。

1/1。

基于ABAQUS的表面内嵌CFRP筋粘结滑移性能数值模拟分析

基于ABAQUS的表面内嵌CFRP筋粘结滑移性能数值模拟分析

第31卷增刊V ol.31 Suppl 工程力学2014年6 月June 2014 ENGINEERING MECHANICS 239 文章编号:1000-4750(2014)Suppl-0239-06基于ABAQUS的表面内嵌CFRP筋粘结滑移性能数值模拟分析张海霞,何禄源(沈阳建筑大学土木工程学院,沈阳110168)摘要:利用ABAQUS有限元软件,对混凝土、CFRP筋或板条以及粘结剂分别采用不同的单元类型,特别是运用Spring2非线性弹簧单元来模拟表面内嵌CFRP筋或板条混凝土的粘结作用,同时考虑材料各自的本构关系,对表面内嵌CFRP筋混凝土拉拔试件和内嵌CFRP板条加固混凝土梁试件进行有限元模拟,将模拟结果与已有试验结果进行对比验证。

结果表明,利用数值模拟的方法可以得到较为准确的拉拔试件的极限值,也可以较为正确地模拟加固梁的受力过程。

在验证模拟结果正确的基础上,进一步分析了拉拔试件CFRP筋应力、滑移、粘结应力随不同位置的变化规律以及加固梁CFRP板条粘结区域内应变和粘结应力的分布情况。

研究结果表明,对于拉拔试件,不同荷载等级作用下,CFRP筋在粘结区域内不同位置处的应力呈非线性变化,而粘结应力峰值出现在距加载点20mm~40mm位置处,其随位置的变化曲线呈偏态曲线特点。

对于表面内嵌CFRP板条加固梁,粘结区域内CFRP应变和粘结应力在梁屈服后激增,且呈非线性变化。

关键词:表面内嵌CFRP筋或板条;混凝土;粘结滑移;有限元模拟;弹簧单元中图分类号:TU377.9 文献标志码:A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.S035NUMERICAL SIMULATION ANALYSIS ON BOND-SLIP BEHAVIOR OF CONCRETE STRENGTHENED WITH NEAR-SURFACE MOUNTEDCFRP BARS BASED ON ABAQUSZHANG Hai-xia , HE Lu-yuan(School of Civil Engineering, Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, China)Abstract: The different elements for concrete, CFRP bars or strips and adhesive including spring 2 nonlinear spring element for bond between CFRP bars and concrete are used in ABAQUS. Considering the constitutive relationship of the respective materials, the bond behavior of the pullout specimens strengthened with near-surface mounted CFRP bars and the beams strengthened with CFRP strips are simulated and the results are compared to the experimental results. The verifications show that the accurate ultimate load for the pullout specimens and the bearing capacities behavior for the strengthened beam are obtained from ABAQUS. Based on the correct validation,the strain distributions and bond stress of CFPR strips in the embedment length for the beam strengthened as well as the variation of the CFRP bars stress, slip and bond stress with the different position for pull-out specimens are analyzed further. Simulation results indicate that CFRP bars stress at different positions in the bond area under different load levels is nonlinear for the pull-out specimen. The bond peak stress appears at 20mm to 40mm from the loading point. The distribution of the bond stress in the bond area shows the characteristic of a skew curve. For the beam strengthened with near-surface mounted CFRP strips, the strain and ———————————————收稿日期:2013-04-01;修改日期:2013-12-03基金项目:国家青年科学基金项目(51208316)通讯作者:张海霞(1976―),女,辽宁沈阳人,副教授,博士,从事新型FRP混凝土结构、结构性能加固、组合结构等领域的研究(E-mail: iriszhx@).bond stress of CFRP strips increase sharply and show a nonlinear variation after the strengthened beam yielded. Key words: Near-surface mounted CFRP bars or strips; concrete; bond-slip; finite element simulation; spring element表面内嵌FRP加固方法是将FRP筋或板条放入混凝土构件保护层预先开好的槽内,并向槽中注入粘结材料使之形成整体,以此来改善结构或构件各种性能的方法。

Abaqus CAE中的分析步、接触和载荷

Abaqus CAE中的分析步、接触和载荷

接触
© Dassault Systèmes, 2008
Introd uction to 接触 Abaq us/CA • 利用接触模块定义并管理以下信息: E • 模型区域之间或模型区域同它的周围的模型之间的机械的和热的接触。
机械接触
其它接触 (约束)
热接触
一般和双面接触
自接触 弹性基础 激励器/传感器
Introd uction to Abaq us/CA E
• 在求解器中不添加额外的费用
• 不需要划分网格
© Dassault Systèmes, 2008
Introd uction to 接触 Abaq us/CA • “为什么要定义机械接触?” E • 只有在接触模块中指定接触时,ABAQUS才识别装配件中不同区域之间的 接触。 • 两个表面物理上的接近不足以建立表面之间的接触关系。
分析步
• 有效的分布载荷的可视化输出:
Output variable
P, HP BF, HBF SFLUX TRNOR TRSHR GRAV CORIOMAG ROTAMAG CENTMAG, CENTRIFMAG
Introd uction to Abaq us/CA E
Load type
Pressure Body force Surface heat flux
Abaqus/CAE中的分析步、接触和载荷
第五讲
© Dassault Systèmes, 2008
L5.2
概述
• 分析步 • 输出 • 接触 • 载荷、边界条件和初始条件
• 练习
Introduction to Abaqus/CAE
© Dassault Systèmes, 2008

(完整word版)土的本构模型对比

(完整word版)土的本构模型对比

几种土的本构模型对比一、概述岩土工程数值分析离不开岩土本构关系,本构关系广义的讲是自然界中某种作用与该作用的效应两者之间的关系。

在岩土工程中本构关系即岩土的应力应变关系。

描述岩土本构关系的数学表达式即本构方程。

岩土工程问题数值分析的精度很大程度上取决于所采用的本构模型的实用性和合理性。

岩土材料本构模型的建立是通过实验手段确定各类岩土的屈服条件,以及选用合理的试验参数,再引用塑性力学基本理论,从而建立起岩土本构模型,本构模型还需要通过试验与现场测试的验证,这样才算形成一个比较完善的本构模型。

而一个合理的本构模型应该具备理论上的严格性、参数上的易确定性和计算机实现的可能性。

以下选取上课时讲到过的本构模型进行对比。

二、几种本构模型(不讨论尹嘉诚同学的弹性本构模型)1.拉德-邓肯模型(刘琪)拉德与邓肯根据对砂土的真三轴试验结果,提出的一种适用于砂类土的弹塑性模型。

该模型把土视为加工硬化材料,服从不相关联流动法则,硬化规律采用弹塑性功硬化规律,模型中规定的屈服函数由试验资料拟合得到。

拉德-邓肯模型主要是反映了剪切屈服。

后来拉德又增加了一个体积屈服面,形成了双屈服面模型。

1988年拉德又将它的双屈服面,组合成一个全封闭的光滑屈服面,又回复到单屈服面模型。

2.清华模型(丁羽)清华模型是以黄文熙教授为首的清华大学研究组提出来的。

其主要特点在于不是首先假设屈服面函数和塑性势函数,而是根据试验确定的各应力状态下的塑性应变增量的方向,然后按照相适应流动规则确定其屈服面,再从试验结果确定其硬化参数。

因而是假设最少的弹塑性模型。

3.后勤工程学院模型(殷金龙)郑颖人及其学生提出。

基于广义塑性理论,采用分量塑性势面与分量屈服面;适用于应变硬化土体的静力计算,既可用于压缩型土体,也可用于压缩剪胀型土体,但不考虑应力主轴旋转;屈服条件通过室内土工试验获得。

4.南京水科所弹塑性模型(叶进龙)南京水利科学研究院沈珠江等提出的双屈服曲面弹塑性模型适用于软粘土,并服从广义塑性力学理论。

一种考虑应力洛德角剪切变形的三维双屈服面模型的初步研究

一种考虑应力洛德角剪切变形的三维双屈服面模型的初步研究


种 考 虑 应 力 洛 德 角 剪 切 变 形 的 三 维 双 屈 服 面 模 型 的初 步工程学 院 , 湖北 武汉 4 3 0 0 7 4 )

要: 提 出一种基 于广义塑性力学的土体双屈服 面本构模型 , 其双屈服面分别采用传 统双屈模 型 中的体积屈
程 的应力一应变 刚度矩 阵 , 以便数值计算 。
关键词 : 双屈服面 ; 广义 塑性力学 ; 本构模型 ; 变换应力 中图分 类号 : T U 4 3 2 文献标识码 : A 文章编号 : 2 0 9 5 - 0 9 8 5 ( 2 0 1 3 ) 0 3 - 0 0 5 9 06 -
服面和应力洛德角方 向上 的剪切屈 服面。该模 型通过硬化参数 的积分变换方 法来反 映土体 的剪胀特 性 , 采 用
基于 S MP准则 的变换应 力法 或 g ( 0 ) 方法将模型三维化 以考虑应力洛德角对屈服 面的影 响。同时 , 本模 型能够
反映塑性应变增量方 向与应力增量 的相 关性 。该模 型在一定程度上与基于广义塑性力学原理的三重屈服面模 型是等价 的, 两者都基本 能够反映土体压硬性 、 剪胀性 和摩擦性 等基本特性 。最后 , 文 中推 导出 了双 屈本构 方
b e t we e n t he d i r e c t i o n o f p l a s t i c s t r a i n i n e r e me n t a n d s t r e s s i n c r e me n t . Th e mo d e l ,t o s o me e x t e n t , wa s e q u i v a l e n t t o t he t ip r l e — y i e l d s u fa r c e mo d e l ba s e d o n t he g e n e r a l p l a s t i c me c ha n i c s ,b o t h o f t h e m b a s i c a l l y h a v e t h e e q ui v a l e n t f u n c t i o n s o f t h e s o i l c h a r a c t e r i s t i c s . Th e y c a n r e le f c t t h e s o i 1 ba s i c

土体边界面模型在ABAQUS软件中的研发与验证

土体边界面模型在ABAQUS软件中的研发与验证
第 4 第 9期 O卷 21 0 2年 9月
同 济 大 学 学 报( 然 科 学 版) 自
J U N LO O G I N V R IY N HIA C E C ) O R A F T N J IE ST ( A I I S I N E U c
Vo _ 0 No 9 l4 .
s u y s o h t t e d v lp d mo e a l smu a e t e t d h ws t a h e eo e d lc n we l i lt h s r s — tan b h vo s a d t e c a g fe c s r r s u e te s sr i a i r n h n e o x e s p e p e s r e h o
o n r l c n l a e a d o e — o s l ae c a s f o mal y o s i td e d n v rc n oi td d ly . M e n i , t e d v l p d b u d n u f c d l c n as a wh l h e eo e e o n i g s ra e mo e a l o e fce t d p c t e n t l n s to y n s r s — d c d fiin l y e it h i i a a io r p a d t e s i u e i n a io r p fc n oi a e a u a f ly n s to y o o s l t d n t r l tca . d o s
3 .杭州 丰 强 土 建 工 程 研 究 院 , 江 杭 州 3 0 0 ) 浙 10 6
摘要 : 天然土体一般都处 于偏压 固结 状态 , 存在着初 始各 向 异性. 即使是等压固结土体 , 在其后 的偏压加 载过程 中 , 也会 产生应力诱发 各向异性. 土体各 向异性 对其 强度 、 形及屈 变 服面倾 向都会 产生影 响. el 弹塑 性模 型采用旋 转硬化 Wh e r e 来描 述土体 的各 向异性. Wh e r 在 el 模型 的基 础上 , e 结合边 界面理论 , Wh e r 型拓 展为各 向异 性边 界 面模 型. 将 el 模 e 模

应用ABAQUS进行柔性多点模具蒙皮拉形工艺数值分析

应用ABAQUS进行柔性多点模具蒙皮拉形工艺数值分析

应用ABAQUS进行柔性多点模具蒙皮拉形工艺数值分析白雪飘曾元松(北京航空制造工程研究所,北京,100024)摘要:多点柔性模具蒙皮拉形是一种新兴的柔性加工技术,柔性模具的型面可重构性不但降低了模具制造成本,而且大大缩短了生产周期,极大地降低了生产成本。

由于模具型面的可调性,生产中弹性垫层、回弹等因素对零件的影响完全可以通过调整模具的外形包络面来改善,从而减少加工零件反复试制的次数。

本文通过有限元数值模拟方法,针对某典型零件分析了弹性垫层以及回弹对成形过程的影响,并通过调整和优化模具外形包络面,使得数值模拟的零件外形与目标零件外形吻合较好,为实际零件的成形和柔性模具型面的确定提供了重要的依据。

关键词:多点柔性模具;蒙皮拉形;弹性垫层;回弹;外形拟合Simulation on Stretch Forming with Reconfigurable Tools by ABAQUSAbstract: A reconfigurable tooling system is being developed on stretch forming. Because of the flexibility of the tool, production period and cost can be reduced deeply. The working surface of the tool consists of the ends of numerous pins with hemispherical tips. An interpolating polymer layer is inserted between the tool and the sheet metal during forming in order to suppress dimpling of the workpiece. Effect on the shape of workpiece by the interpolating polymer layer and spring back can be improved by changing the working surface of the tool. Stretch forming of a typical part is simulated with ABAQUS to get perfect working surface of the tool, which provides the technological basis for further study and experiment.Keywords: reconfigurable tool, stretch forming, interpolating polymer layer, spring back, shape contrast1. 前言蒙皮拉形是指板料两端在拉形机夹钳夹持下,夹钳沿一定轨迹运动或模具上升使板料与拉形模接触,产生不均匀的平面拉应变而使板料与拉形模贴合的成形方法。

边界面模型在ABAQUS的开发应用

边界面模型在ABAQUS的开发应用

3K ( 1 - 2Λ) , [ 2 ( 1 + Λ) ]
( 12)
第 5 期
费 康, 等: 边界面模型在ABAQU S 的开发应用
449
2 边界面模型在 ABAQUS 中的二次
开发
211 ABAQUS 的用户材料子程序 UM AT 介绍
2 2 M bn + 1 p n + 1 ( ( p 0 ) n + 1 - bn + 1 p n + 1 ) 。 ( 18) 3 在式 ( 15)~ ( 18) 中, 用到了应力状态在边界面
其中: v = 1+ e 是土体的比体积, e 是孔隙比; ϑ 是半 对数坐标系下土体压缩回弹曲线的斜率; Λ 是土体 泊松比。
112 边界面函数及映像规则
边界面F 采用修正剑桥模型中的椭圆屈服面形 式:
F = s ij s ij -
( 2 3)M 2 p ( p 0 - p ) ,
( 5)
式中: s ij 和p 分别是真实应力点在边界面上的映像点 所对应的偏应力张量及平均应力; M 是材料参数, 对应于修正剑桥模型中的临界状态线的斜率; p 0 是 边界面与 p 轴的交点, 反映了边界的大小。 加载面也采用与边界面相似的形式。 采用简单 的半径映射规则, 投影中心点取为应力空间的零点, 即投影点的应力状态Ρij 为: Ρij = b Ρij ,
第 10 卷
大 型商业通用有限元软件 ABAQU S [ 6 ] 是目前 国际上功能最强的有限元软件之一, 具有灵活和功 能强大的二次开发平台, 能够模拟非常复杂的工况 和处理高度非线性问题, 其计算可靠性已得到广泛 认可。本文基于ABAQU S 提供的二次开发平台, 采 用 Eu ler 向后隐式积分算法将一椭圆边界面模型编 入ABAQU S 中, 从而可望充分利用ABAQU S 前后 处理方便、 计算精度高和模拟复杂问题能力强的优 点, 扩展ABAQU S 软件的应用范围, 为岩土动力分 析提供可供选择的方便、 实用的途径。

基于ABAQUS的边坡临界滑动面的确定及其应用

基于ABAQUS的边坡临界滑动面的确定及其应用

基于ABAQUS的边坡临界滑动面的确定及其应用作者:陈柏山桂荣来源:《价值工程》2011年第18期摘要:利用大型有限元软件ABAQUS对湖南省某高速公路边坡滑坡段进行了数值模拟分析,确定边坡的最危险潜在滑动面和边坡稳定性安全系数,对出现滑坡的原因进行了总结。

同时进一步对治理后的边坡进行了模拟分析,得出治理后的边坡稳定性安全系数有较大提高,能保证更改设计后的边坡稳定。

Abstract: An analysis was made on the subway slope in Hunan province by using the finite element software ABAQUS, and using the way to get the position and average stability safety factor of the most dangerous potential slip curve. Numerical simulation and analysis was made to the slope after management and the stability safety factor was greatly improved. It is validated that it can ensure the slope stability.关键词:数值模拟;临界滑动面;边坡稳定性安全系数Key words: numerical simulation;critical slip surface;stability safety factor of slope中图分类号:P5 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)18-0279-020引言临界滑动面的位置与相应的最小安全系数的确定是分析边坡稳定的关键问题,其求解主要依赖于可靠的边坡稳定分析方法和高效的优化搜索方法。

基于Abaqus磨损套管抗内压强度数值分析

基于Abaqus磨损套管抗内压强度数值分析

基于Abaqus磨损套管抗内压强度数值分析随着工业化的不断发展,磨损套管作为一种主要的井下油管保护装置,也得到了广泛的应用。

为了保障磨损套管的安全性,保证井下油管的顺利运行,需要进行抗内压试验,以验证其抗内压强度。

本文通过基于Abqus软件的数值分析,对磨损套管的抗内压强度进行仿真计算和优化设计。

一、建立模型首先,我们需要在Abqus中建立模型。

模型包含三个部分:磨损套管、井下油管和井眼。

其中,磨损套管采用实际物理尺寸建模,井下油管和井眼采用简化的圆柱体建模。

其次,在建立模型时,我们还需要考虑磨损套管和井下油管之间的空隙。

二、设置材料参数在进行数值分析之前,我们还需要设置材料参数。

磨损套管和井下油管采用不同的材质,因此需要分别设置。

通常情况下,磨损套管材料采用高强度不锈钢,而井下油管采用石油工业标准管道钢。

三、加载边界条件在模型建立和材料参数设置完成之后,我们还需要为模型加载边界条件。

在本文中,我们主要考虑抗内压测试,因此,需要在模型内施加一定的内部压力来模拟井下油管对磨损套管的内部压力作用。

同时,还需要施加摩擦力,模拟磨损套管和井下油管之间的摩擦力作用。

四、进行数值分析模型建立、材料参数设置和边界条件施加完成之后,我们就可以进行数值分析了。

在进行数值分析时,需要设置网格密度、时间步长等参数,以保证计算的准确性和稳定性。

五、分析结果分析结果显示,在内部压力作用下,磨损套管和井下油管之间的摩擦力将逐渐增大,导致磨损套管的应力集中和损伤加剧。

通过进一步数值分析,我们可以得到磨损套管的最大应力,进而可以评估其抗内压强度。

六、优化设计根据分析结果,我们可以针对性地对磨损套管进行优化设计。

可能的方案包括改变材料、增加厚度、优化几何形状等,以提高其抗内压强度。

总之,通过基于Abqus软件的数值分析,我们可以对磨损套管的抗内压强度进行仿真计算和优化设计。

这种方法不仅可以减少试验成本,还可以提高设计效率和准确性,从而更好地满足工业生产和应用的需要。

应力洛德角变化影响的研究

应力洛德角变化影响的研究

应力洛德角变化影响的研究
刘元雪;郑颖人
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】1999(000)008
【摘要】本文提出的土体弹塑性应力应变关系的完全应力增量表述,可把应力洛德角变化对土体应力应变关系的影响归因于应力增量中广义剪分量引起的剪切屈服与剪胀.同时也给出了纯应力洛德角变化引起的土体塑性变形(排水)与孔压生成(不排水)的计算式.具体算例与有关实验定性一致.
【总页数】5页(P6-10)
【作者】刘元雪;郑颖人
【作者单位】后勤工程学院建筑工程系,重庆,400041;后勤工程学院建筑工程系,重庆,400041
【正文语种】中文
【中图分类】TU45
【相关文献】
1.考虑洛德角影响的边界面模型在ABAQUS中的数值研究 [J], 冷伍明;伍晓伟;杨奇;聂如松;赵春彦
2.一种考虑应力洛德角剪切变形的三维双屈服面模型的初步研究 [J], 王硕;段新胜
3.一种考虑应力洛德角剪切变形的三维双屈服面模型的初步研究 [J], 王硕;段新胜;
4.变应力锯切时应力场的变化对锯切力影响的研究 [J], 张四前;金成哲;贾春德
5.当代资本主义新变化——法国学者让·克洛德·德洛奈访谈 [J], 李其庆
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

粘弹性边界在ABAQUS中的应用及验证

粘弹性边界在ABAQUS中的应用及验证

KBN =αN G R,CBN =ρcp。 其中,KBN,KBT分别为弹簧法向刚度和切向刚度;R为波源至 人工边界的距离;cs,cp分别为 S波和 P波的波速;G为剪切模量; ρ为土体密度;αN,αT 分别为法向和切向粘弹性人工边界参数,人 工边界 参 数 αN,αT 可 以 在 一 定 范 围 内 取 值,αT 的 取 值 范 围 是 [0.35,0.65],αN 的取值范围是[0.8,1.2]。
[6] 冯晓腊,谢武军.悬挂式止水帷幕对基坑降水的影响[J].土
技术,2011(10):99100.
工基础,2006,20(4):3336.
[9] 李方明,陈国兴.江漫滩悬挂式止水帷幕基坑地表沉降变形
[7] 王旭强.悬挂式止水帷幕在深基坑降水中的作用效果研究
研究[J].隧道建设,2018,38(1):3340.
边界完全吸收。
弹性边界。
在研究此 问 题 的 最 初 阶 段,研 究 者 通 常 采 用 远 置 边 界 条 2.1 集中粘弹性人工边界等效物理参数计算公式[2]
件[1]。即将人工边界取至离所需研究区域足够远处,以保证地震
切向边界:
波在计算时间内,边界反射的波不能到达所研究区域。这种边界 在使用方面简单 易 操 作,在 计 算 结 果 方 面 精 度 很 高,但 其 缺 点 是
·92·
第 45卷 第 2019年
37期月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHITECTURE
MVoalr..4 52N0o1.97
文章编号:10096பைடு நூலகம்25(2019)07009202
粘 弹 性 边 界 在 ABAQUS中 的 应 用 及 验 证
Controllingmethodsforsettlementofresidential buildingscausedbyexcavatinganddewateringartesianwater

边界面模型隐式积分算法的开发

边界面模型隐式积分算法的开发

边界面模型隐式积分算法的开发
刘艳秋
【期刊名称】《中国水运(下半月)》
【年(卷),期】2013(013)009
【摘要】首先,介绍了两种常用的积分算法,继而分析并阐述了一直未清晰说明的一致性切线模量、连续性切线模量、Jacobian矩阵以及弹塑性理论中的弹塑性刚度矩阵之间的关系.其次,以边界面模型为例,基于ABAQUS软件对其开发了隐式积分格式,并给出了使得积分算法具有二倍收敛性的一致性切线模量推导过程.最后,在简单加载工况的基础上,验证了所开发边界面模型隐式积分算法的正确性,并绘制了等误差线图,更全面的说明了所开发积分算法的精度.
【总页数】3页(P72-74)
【作者】刘艳秋
【作者单位】安徽省交通勘察设计院有限公司,安徽合肥230001
【正文语种】中文
【中图分类】TU443
【相关文献】
1.一种适用于率相关晶体塑性模型的准隐式积分算法
2.亚塑性本构模型的隐式数值积分算法
3.隐式精细积分算法在电力系统暂态稳定分析中的应用
4.修正剑桥模型的隐式积分算法在ABAQUS中的数值实施
5.自适应结构网格上扩散方程隐式时间积分算法及其应用
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第 14卷

1期
铁道科学与工程学报
Journal of Railway Science and Engineering
2017年 1 月
Volume 14 Number 1 January 2017
考虑洛德角影响的边界面模型在 ABAQUS 中的数值研究
冷伍明,伍晓伟, 杨奇, 聂如松,赵春彦
( 中 南 大 学 土 木 工 程学院, 湖 南 长 沙 4100乃 ) 摘 要 : 基 于有限元软件 ABAQUS 提 供 的 U M A T 用户材料子程序接口, 实现考虑洛德角影响的边界面模型的二次开发。给 出其数值实现过程的关键技术和实施步驟。运用该子程序对正常 固 结 和 超 固 结 高 岭 土 进 行 固 结 不 排 水 三 轴 试 验 数 值 模 拟, 研究结果表明: 考虑洛德角影响的边界面模型能较好的模拟土的应力应变特性, 其计算结果更接近于实测数据, 验证了 考虑洛德角影响的边界面模型子程序的正确性、 可靠性和优越性。算例的计算结果合理可靠, 表 明 经 二 次 开 发 后 ABAQUS 可用于岩土工程土体三轴固结不排水试验方面的分析, 从 而 可 扩 展 ABA Q U S 软件的应用范围。 关键词: 洛德角; 边界面模型; 有限元;二次开发 中图分类号: TU411.3 文献标志码: A 文章编号 =1 6 7 2 -7 0 2 9 (2 0 1 7 ) 0 1 - 0 0 3 1 - 0 7
Numerical study of a boundary model considering effects of Lode angle in ABAQUS
LENG Wuming’ WU Xiaowei, YANG Qi, NIE Rusong, ZHAO Cliunyaii
( School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075 , China)
服面和弹性域, 简化了模型的理论推导和计算[3]。 因其能有效的模拟正常固结土和超固结土的静、 动 力学特性, 得到越来越多的关注[ 4 _1°]。ABAQUS 是 国际上最先进的大型通用非线性有限元分析软件
关系嵌入主程序中进行有限元分析[11]。 国内外众多学者已经利用边界面模型开展了 一 系 列 数 值 研 究 并 取 得 了 一 定 成 果 。 Manzari
Abstract: Based on the finite element software ABAQUS user material subroutine UMAT, consider the boundary
model for influence of Lode angle of secondary development. The key techniques and implementation steps of the numerical implementation are given. Using the subroutine of normally consolidated and over consolidated kaolin were consolidated undrained triaxial test and numerical simulation. The results show that considering the Lode an­ gle influence the boundary surface model can better simulate the soil stress strain characteristics, the calculation result is more close to the measured data to verify the subroutine considering Lode angle correctness, reliability and superiority. The result of the calculation is reasonable and reliable, which indicates that it can be applied to the analysis of three axis consolidation and non drainage experiment of soil ingeotechnical engineering, expand the application range of the ABAQUS.
收稿日期: 2016-资助项目( U 1361204.51408613.51478478);中 国 神 华 集 团 科 研 专 项 资 助 项 目 ( SHGF- 1 4 - 5 5 ) ; 中 南 大 学 研
究生创新项目( 2016 zzts80)
通信作 者 : 冷 伍 明 ( 1964-).男 .湖 南 益 阳 人 .教 授 .从 事 地 基 基 础 和 地 下 工 程 的 科 研 和 教 学 工 作 ; E - mail :lwml23456@ 126 .com
32
铁道科学与工程学报
2017年 1 月
等 [12 ]提出了基于径向回退概念的隐式 Eulei•向后 积分算法; Taborda等 [13]进 行 了 一 系 列 的 计 算 研 究, 建立了一个适用于砂土的边界面塑性模型。雷 小芹等[14]完 成 了 边 界 面 模 型 在 FLAC_3 D 中的开 发及 验 证 ; 费 康 等 [15]基 于 Manzari提出的算法在
Key words : lode angle; boundary model; finite element method; secondary development 边界面理论是一种先进的塑性理论模型, 由
Dafalias等 [^ 提 出 , 该模型取消了多重嵌套的屈
之一, 其丰富的子程序扩展平台, 为用户提供了可 以自定义材料力学行为的子程序 UMAT( Us« - Defined Material Behavior) , 用户可将自行编写的本构
相关文档
最新文档