ABAQUS用戶材料子程序開發(fā)及應用.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構。由于無法對其進行足尺模型試驗，數(shù)值分析就成為此類結構設計的重要依據(jù)，也是懸索橋設計中的難點和關鍵問題之一。由于巖土工程問題的復雜性，單一的本構模型往往無法滿足需要，本文擬采用基于Rankine準則的Mohr-Coulomb模型，分析研究依托于大型通用有限元軟件ABAQUS的計算平臺進行。ABAQUS軟件功能強大，特別是能夠模擬非線性的影響，它包括了多種材料本構關系及失效準則模型，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展主程序的功能。但ABAQUS沒有提供本研究所需要的本構模型，故需利用該軟件提供的用戶材料子程序UMAT接口對其進行二次開發(fā)。本構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，采用FORTRAN語言編制了基于Rankine準則的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。應用該程序對四渡河懸索橋隧道錨進行三維彈塑性分析，和長江科學院采用FLAC-3D的分析結果比較，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接口程序對任意形如的屈服函數(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大了ABAQUS在彈塑性有限元分析