ABAQUS用戶材料子程序開發(fā)及應(yīng)用.pdf

1、隧道式錨碇是懸索橋的主要承重體系，屬于大型巖土工程結(jié)構(gòu)。由于無法對其進(jìn)行足尺模型試驗，數(shù)值分析就成為此類結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要依據(jù)，也是懸索橋設(shè)計中的難點和關(guān)鍵問題之一。由于巖土工程問題的復(fù)雜性，單一的本構(gòu)模型往往無法滿足需要，本文擬采用基于Rankine準(zhǔn)則的Mohr-Coulomb模型，分析研究依托于大型通用有限元軟件ABAQUS的計算平臺進(jìn)行。ABAQUS軟件功能強(qiáng)大，特別是能夠模擬非線性的影響，它包括了多種材料本構(gòu)關(guān)系及失效準(zhǔn)則模型，并

2、具有良好的開放性，提供了若干個用戶子程序接口，允許用戶以代碼的形式來擴(kuò)展主程序的功能。但ABAQUS沒有提供本研究所需要的本構(gòu)模型，故需利用該軟件提供的用戶材料子程序UMAT接口對其進(jìn)行二次開發(fā)。本構(gòu)模型的建立和積分算法的選擇是UMAT子程序開發(fā)中的核心問題。本文的研究工作緊緊圍繞UMAT的二次開發(fā)技術(shù)，采用FORTRAN語言編制了基于Rankine準(zhǔn)則的Mohr-Coulomb模型的接口程序，和常見的顯式積分算法不同，本文采用完全隱式

3、的向后Euler回映算法，并比較了二者的優(yōu)劣性。通過單元測試，驗證了所研制的UMAT子程序開發(fā)思路正確，計算精度滿足要求。應(yīng)用該程序?qū)λ亩珊討宜鳂蛩淼厘^進(jìn)行三維彈塑性分析，和長江科學(xué)院采用FLAC-3D的分析結(jié)果比較，二者具有一致性，表明接口程序具有工程實用價值。本文所開發(fā)的UMAT接口程序?qū)θ我庑稳绲那瘮?shù)均適用，只需求解本文中提出的“五參數(shù)”，即可將屈服函數(shù)在ABAQUS中實現(xiàn)。論文所完成的工作擴(kuò)大了ABAQUS在彈塑性有限元分析