ABAQUS用戶材料子程序開(kāi)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(wú)法對(duì)其進(jìn)行足尺模型試驗(yàn)，數(shù)值分析就成為此類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，也是懸索橋設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)和關(guān)鍵問(wèn)題之一。由于巖土工程問(wèn)題的復(fù)雜性，單一的本構(gòu)模型往往無(wú)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(jì)算平臺(tái)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(kāi)放性，提供了若干個(gè)用戶子程序接口，允許用戶以代碼的形式來(lái)擴(kuò)展主程序的功能。但ABAQUS沒(méi)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(duì)其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。本構(gòu)模型的建立和積分算法的選擇是UMAT子程序開(kāi)發(fā)中的核心問(wèn)題。本文的研究工作緊緊圍繞UMAT的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，采用FORTRAN語(yǔ)言編制了基于Rankine準(zhǔn)則的Mohr-Coulomb模型的接口程序，和常見(jiàn)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(guò)單元測(cè)試，驗(yàn)證了所研制的UMAT子程序開(kāi)發(fā)思路正確，計(jì)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(zhǎng)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(shí)用價(jià)值。本文所開(kāi)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(shí)現(xiàn)。論文所完成的工作擴(kuò)大了ABAQUS在彈塑性有限元分析