基于ABAQUS的混凝土梁優(yōu)化程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、ABAQUS作為世界應(yīng)用最廣的有限元模擬分析軟件，以其強(qiáng)大的分析能力和高效的計(jì)算能力得到了廣大CAE工程師的承認(rèn)。由于實(shí)際工程中遇到問(wèn)題的特殊性和復(fù)雜性，軟件自帶的建模分析功能無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際要求，因此針對(duì)特定的功能，在ABAQUS現(xiàn)有功能與接口的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)成為為廣大用戶(hù)的很迫切的需要。ABAQUS有限元軟件提供了強(qiáng)大靈活的用戶(hù)子程序接口(USER SUBROUTINE)，按照FORTRAN語(yǔ)法用戶(hù)自己編寫(xiě)代碼解決實(shí)際問(wèn)題，用戶(hù)子程

2、序包含的42個(gè)接口，各自實(shí)現(xiàn)不同的功能。ABAQUS有限元程序通過(guò)腳本編程語(yǔ)言Python向二次開(kāi)發(fā)者提供了很多庫(kù)函數(shù)功能，通過(guò)Python編程語(yǔ)言調(diào)用這些庫(kù)函數(shù)來(lái)增強(qiáng)ABAQUS的交互式操作功能，繞過(guò)CAE界面，直接操縱ABAQUS的內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)建模、劃分網(wǎng)格、指定材料屬性，提交作業(yè)，后處理分析結(jié)果等功能。同時(shí)用戶(hù)還可以通過(guò)Python腳本語(yǔ)言自行創(chuàng)建能實(shí)現(xiàn)特定功能的GUI圖形用戶(hù)界面，可以使得某些復(fù)雜的操作變簡(jiǎn)單。
　　本文的高

3、圍壓混凝土梁的優(yōu)化軟件基于上述二次開(kāi)發(fā)接口，首先是高圍壓混凝土UMAT用戶(hù)子程序接口的開(kāi)發(fā)，其次是利用Python腳本實(shí)現(xiàn)優(yōu)化代碼的編寫(xiě)。具體來(lái)講，利用兩種編程語(yǔ)言，對(duì)ABAQUS有限元軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了工程實(shí)際中的高圍壓混凝土材料的梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于此材料的應(yīng)用環(huán)境的特殊性，軟件中沒(méi)有現(xiàn)有的本構(gòu)模型，所以需要通過(guò)用FORTRAN語(yǔ)言編寫(xiě)用戶(hù)子程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，這里使用到的用戶(hù)子程序則是主要針對(duì)其中的材料特性用戶(hù)子程序(UMAT/V

4、MAT)。材料本構(gòu)編程實(shí)現(xiàn)之后，我們利用此材料模型在ABAQUS建立起實(shí)際要分析的懸臂梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)Python語(yǔ)言對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化建模，實(shí)現(xiàn)了梁截面的優(yōu)化，在梁截面面積一定的條件下，得到了截面最優(yōu)的長(zhǎng)寬比，使得梁的變形最小。
　　為了簡(jiǎn)化上述實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的過(guò)程，作者將ABAQUS/CAE提供的GUI圖形用戶(hù)界面與Python腳本語(yǔ)言相結(jié)合進(jìn)行編程，針對(duì)混凝土梁截面優(yōu)化的需求專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)出了一款插件程序，實(shí)現(xiàn)了批量建模，使得復(fù)雜模型幾何建