統一強度理論的ABAQUS二次開發(fā)及其應用.pdf

1、大型通用有限元軟件ABAQUS以其豐富的材料庫和強大的非線性計算功能被廣泛運用于巖土工程領域。然而，其自帶的巖土本構模型都忽略了中間主應力的作用，因而并不能全面地反應巖土材料的真實應力狀態(tài)。俞茂宏提出的雙剪統一強度理論在理論上彌補了這一缺陷，該理論通過引入中間主應力影響系數b來不同程度地考慮中間主應力的作用。
　　本文利用ABAQUS提供的用戶材料子程序接口UMAT，在ABAQUS中開發(fā)出了統一強度理論模型，擴充了ABAQUS軟件

2、材料庫。具體進行了以下幾個方面的工作：(1)采用顯式增量法，推導出了統一強度理論彈塑性本構關系的張量表達式。采用Fortran語言編寫出了相應的用戶材料接口子程序UMAT，并將其嵌入到ABAQUS軟件當中。(2)通過利用迭代法和子增量法分別修正了比例因子r和拉回漂離屈服面的應力、應變，減小了顯式算法造成的屈服面漂移，提高了算法精度。(3)對整個UMAT接口子程序的編譯、運行環(huán)境的安裝以及子程序的調試方法和具體步驟做了詳細介紹。給出了在二

3、次開發(fā)過程中應當注意的一些問題，同時還結合自身開發(fā)經驗總結了一些在子程序編寫和調試過程中的常見錯誤及其相應處理方法。(4)通過單軸壓縮、單軸拉伸以及純剪條件下的單個單元模型將開發(fā)的UMAT計算結果與ABAQUS自帶Mohr-Coulomb模型數值解相比較，結果精度很相似；此外還建立靜水壓力下地下硐室多單元模型，將開發(fā)的UMAT數值解與芬納公式的解析解相比較，也得到了很吻合的結果，從而驗證了統一強度理論二次開發(fā)的正確性。(5)通過改變中間