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Abaqus 使用中的一些经验.


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Abaqus 使用点滴

Part II

From Aoxue、SimWe、OkOk etc

2005 年 3 月 27 日

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一个 Abaqus CAE 分析后问题讨论

r />我目前在做一个很简单的钢筋混凝土梁模型,定义的 part 分别是混凝土梁,以及三根钢筋,assembly 以后开始定义 intersection,不知道怎么回事,我定义了混凝土与钢筋之间的摩擦关系,照理说应该不用约束条件了吧。mesh 以后运行工 作,老是提示内存仅规定 256 兆,最少需要 1029 兆,晕,我减少了 mesh 的 element 数量,提示还是如此,后来考虑是三 根钢筋与混凝土的摩擦关系太复杂,将其中两根变为无摩擦,剩一根有摩擦,这时候运行还是提示出错,不过内存要求减少 为 417 兆,我最后将那根钢筋也变成无摩擦,就没有任何作用,依旧提示内存不足。实在受不了了,不知道哪位高手遇到 过这样的问题,或者做过混凝土与钢筋这样的程序,帮忙指教一下,多谢多谢了 多谢 seansheu 大侠,摩擦力确实并非我观察的重点,因为我是初学,就先自己想了这么一个自认为比较简单的例子来练 练手, 结果被彻底搞惨了, 我之所以加上摩擦是因为我想不到别的办法可以带动两者一起运动。 摩擦系数我需要调整, 另外, 荷载以及混凝土的一些参数同样需要调整,我会重新检 查一次,按实际的实验数据输入模型看看,然后在发上来和大家讨 论。 哈...如果摩擦力非您的觀察重點,那您的問題就簡單了... 就變為無摩擦的靜力問題... 我今天成功修改了内存的设置,多谢,不过,经过长时间的运行,最后还是出错,问题可能是因为步长什么的,不是很明白。 所以我只好把我的输入 inp 文件分成四部份上传到这里,文件名是 beam-deform.inp,四部份合在一起就是原文件,帮看一 下,谢谢了 无摩擦不行啊,因为钢筋在里面会乱跑,起不到承受拉力的作用了,假如不要摩擦,必须加其他的约束,以便可以让混凝土 和钢筋固结在一起直到开裂。 可以啊,你要把混凝土和鋼筋視為同一個 part,四個體積,兩種材料,網格連續即可... abaqus 里面不是可以设钢筋层吗?我记得是:*rebar,里面有钢筋混凝土材料的,在 standard mannual 里面搜一搜试试: reinforcedconcrete ,或者 rebar,不用像 ansys 里面似的,定钢筋定混凝土,再定 interaction,吧。 确实,我也看到这部份内容,不过不是很会用,还希望这么用过的大侠指点指点。我现在重新做过一个模型,比较简单,还 是定义钢筋(弹性以及塑性),混凝土(弹性,以及塑性里的混凝土,输入假设实验转化的数据,以及拉伸硬化等),然后定义 界面,interaction,界面定义是 tie,但是运行以后混凝土变形大致符合,不过钢筋还是和混凝土分离开了,很是苦恼,不 知道什么原因。 79028-Simple-beam.zip (0.0k) 你的模型可視為四個體積,網格連續,材料性質相異如此問題

你的问题我试了一下,确实是计算无法收敛,初始时间增量无论改多细,第一个时间增量就是无法切入决定…发散 发散!! 发散 过程中警告讯息都是针对三对接触面的警告。

我看了一下模型,有些个人疑问, 1. 钢筋与混凝土间的摩擦力真是您想观察之重点吗?若不是,是否可将两者视为结合一体,网格连续,材料相异 2.若真 需计算摩擦,那么网格还需调整,钢筋网格密度不够,这样算出来的结果可能有误。至于,接近摩擦面之混凝土网格 密度可密一点,但其余处可渐疏,如此应可减少模型的网格数量 3.这里还有些边界条件的调整会有 trick,摩擦系数大 小如何得知?此外,钢筋在初始计算时可能需要有用一些特殊拘束让它能与混凝土接触,否则,可能在接触计算的初 始,在还没摩擦力产生时,钢筋会因无拘束而造成刚体运动,导致发散…(因为您现在只于混凝土上加上拘束…)这只是 小弟的一些愚见,供您参考。因为最近有点杂务缠身,并无太多时间,不过,您这个问题颇为有趣,大家可再多多讨 论,我杂务告一段落后,會再尝试解题

How about this...? One part which has TWO cells, one is concrete, and the other is steel. Therefore, here has NO Tie. Follow ur geometry, material properties, load, and BC. But use mapped mesh and Nonlinear analysis...

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Detail...

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能否看看你的 inp 文件呢,因为我的运行结果出来后,应力只是集中在受力部份附近,没有出现想你的结果附图里面那样, 从中央向下端两个支撑处应力的由大到小传递,我从自己的 inp 文件也看不出原因。 李兄, 在此附上小弟前頁示範帖子之 cae 檔,共 beam.cae 與 beam.jnl 兩個檔案,將其置於同一目錄下,直接執行 beam.cae 即 可, cae file 好處為保留 model geometry 與 model feature,可以於 CAE 中任意修改...不會像看 input file 般霧裡看花, 您可以從建模到後處理逐步瞧一下過程細節。不過,老實說,我這例子只是小兒科,沒啥大學問,您看看就好,不必太認真 80556-Simple-beam.zip (0.0k)

李兄, 你原始的 input file 計算結果,元素明顯畸形變形,應該是 hourglass 發生 您應該將非線性分析選項打開才是,先前小弟示範亦是如此 修正如下: *Step, name=Press, nlgeom CAE 可於 step 菜單中 turn on nlgeom...

隨帖附上修正後所得計算結果

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另外,seansheu 大侠,我按你的方法将非线性的开关打开后,结果就正常了,可是我不明白的是既然我已经将混凝土的塑 性曲线数据按点输入了,肯定就不是线性的了,为什么还要另外加上非线性开关它才明白呢。 几何非线性即通常所说的大变形分析,是指系统的微分方程等都建立在结构当前变形基础上的;不打开 NLgeom 即意味着 系统的控制方程等都建立结构的初始构型状态。 嗯,明白,就是说控制方程是采用前一步的结果作为起始量,而不是象线性可以采用初始值。

關於 willams_lee 的問題,我重新回去檢視這個問題,當初因為初始定義用的是 c3d8r 單元,當線性錯誤時,直覺反應是認 為沒開啟 nlgeom 來搭配材料非線性。但是當我回去確認應變時,發現它也沒大到那麼離譜...我切開模型,發現了致命的錯 誤,鋼筋中心截面應力值不合理,變形分佈也不合理。顯然先前我作的假設有誤,所以計算錯誤...因為它網格密度並非充足, 且有些單元品質不好,所以採用縮減積分的 c3d8r 單元計算會有問題,因此我改用了 c3d8I,重新計算。此時,nlgeom 開 啟與關閉的結果都一樣。結果顯示,鋼筋中心截面應力值結果較為合理,變形分佈也合理,所以用 c3d8r 可能才是錯誤原因。 非關幾何非線性...當然,我還要提高網格密度,去確認結果的收斂性。對 willams_lee 的誤導,深感抱歉。也感謝 willams_lee 的提問,讓我有機會發現錯誤。

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在有限元分析中,应该尽量避免采用一次减缩积分单元(否则应该加密网格,有时也不一定管用) ;而应该采用高次积分单 元。 C3D8I 是非协调单元, 和高次单元一样, 都是为了防止或者沙漏现象的影响。 估计你采用同样的网格密度, 而选用 C3D20 单元,结果也应该正确。类似问题在这里也曾讨论过:另外,个人觉得,既然钢筋和混凝土之间的摩擦不是考察的重点,也 就是说不考虑钢筋和混凝土之间的粘结滑移,那么,这个问题完全没有必要如此复杂,定义混凝土一个 Part(或者在 CAE 中组装成 Assembly) ,然后直接利用*Rebar 定义钢筋即可,既可以定义为单独的钢筋,也可定义为钢筋层。在 6.3 版本中, 这一功能非常强大(比较予 6.2 而言) ,Benchmark Manual 和 Example Manual 中有相应的例子可供参考。

谢谢回应,现附上该文件。

74768-Beam-deform.inp (0.0k)

內存不足,應該修改 abaqus_v6.env 檔中的內存設定,加大 pre_memory 值或是 standard_memory 值,端視你是在 前處 理 或是 求解 時出現內存不足之警訊,再擇一放大。通常,abaqus 中之內定值都會過小,碰到大問題時常會出現內存不足 問題 BTW,你的 input file 不完整,無法執行... 输入文件因为包含太多节点信息,足足有六七兆大,没办法只好删去了很多节点的信息,用省略号代替的。内存不足我也想 过,不过我觉得还是存在我接触以及约束定义不正确的可能,否则不会一个简单的问题就需要如此多的内存,不知道这样的 理解对不对。 因为我今天下午修改取消了所有约束, 以及接触的摩擦定义, 就很快正常运行, 不过结果是混凝土梁被压变形, 钢筋跑了出来,这显然是不符合实际的,但是运行还是正常,真不知道怎么去定义。 sorry, 我不是很懂兆的單位,英文是指 MB 還是 GB 呢?如果可以,你可以壓縮檔案,因為 input file 是 ASCII 格式,壓縮 兆 比可以很大。其實,你可先照我的方式調整 abaqus_v6.env 中內存設定值,把它調整至 abaqus 的建議值,如此應該可行... 此外,忠於你問題的真實情況假設才是重點,怎可因為內存不足而因噎廢食...如果為了遷就內存,而胡亂假設問題,豈不 GIGO!!所以你可能還要先好好想清楚你的分析問題,一點淺見供你參考... 若我没记错,它应该是以实体内存为优先,若不足,再以硬盘来当虚拟内存你用的是学校服务器也无妨,首先你将 abaqus_v6.env 拷贝一份至你的工作目录,然后将拥有权限设为自己,修改它的内存设定,就可以执行了通常在工作站下, abaqus 对环境设定档(即 abaqus_v6.env)的读取优先数序为:工作目录下的 env file > User 目录下的 env file > 工作目录下的 ABAQUS site 目录下的 env file 上述前两者你可以修改,最后者只有 Administrator 才能修改

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地应力问题
一、在桩土接触分析中,地应力 地应力步中,老是提示我 this step can't continue by the select increment .我只把*geostatic 改成 地应力 *static 就能够计算到 30 多个 increment.为什么会出现这种问题?请各位大虾赐教。 你的 geostatic 使用不恰当,因为在有接触面的情况下,要注意力的方向。 楼上大哥,我还是不太明白,我的 inp 文件是由 hypermesh 生成的,既然方向不对,应该用*static 也不能计算阿,请说的 明白一点,非常感谢,我现在把我的 inp 文件传上,望赐教。 268204-1.inp (0.0k)

二、不平地面初始地应力的处理方法
245572-geo3.ps 命令流文件 245574-geo3.inp (0.0k) 我看 ABAQUS 的帮助里,初始地应力 地应力好像是通过给定两点的高程,及相应的 z 方向应力值、水平方向应力系数来计算单元 地应力 集的初始地应力 地应力,这样对于地面不是水平的怎么办?能不能通过外部文件给单元赋初始地应力 地应力,如何操作 地应力 地应力 可以! !通过 inp 文件 还有,如果按重力计算出来的应力作为初始应力,请问侧向压力系数怎么体现?急! 请看本人通过文件进行初始应力场平衡的工程事例(也是刚刚才发出的)吧! 我有这样一个想法: 我们在一些情况下有了地应力 地应力,但是,我们对地表的初始变形不满意,那么我们先在第一步计算出地应力 地应力合初始变形,然后 地应力 地应力 我们将地应力 地应力写入为一个文件,在这个文件里我们得到单元积分点上保持平衡的应力(或者其他,我还在想)然后我们通过 地应力 USER SUBROUTINE 或者 INPUT 读入,那样我们不就得到了应力却没有如何初始变形吗!网上也有这样的帖子,但是过程 不是很明了。 我看了帮助,INPUT 好像不行,因为它输入的是单元号和几个应力,然后 ABAQUS 将这几个应力平均的施加到单元的面上。 USER SUBROUTINE 好像可以它输入的是单元号,积分点号,然后就是应力分量。而我们可以在第一步就输出这几个量, 只需稍微操作一下,加一些逗号就可以。只是还有一个问题,USER SUBROUTINE 一次只能返回一个单元号一个积分点的 应力分量,但是我们需要一批单元的应力分量,暂时还不知道如何处理!!不知有无大侠知道如何处理!! ! ! 纠正一点,不是 INPUT,是指忽略 GEOSTATIC,而直接用*initial conditions,type=stress 输入应力分量。 很好的想法,我也在想通过子程序施加,但是 ABAQUS 的例子太简单,看完 不知所云,) : 我仔细看了帮助,现在面对的难题是:SIGINI 里输入的是一个 ELEMENT 的 SRESS,注意是一个 ELEMENT 而不是一个 ELEMENT 的一个积分点的 STRESS, 但是我找了一下, 好像找不到一个 ELEMENT 的 STRESS 输出, 不知兄台有无办法输出!! ! 如果能找到,就应该能实现目标! 努力值得赞赏,但是你的物质的弹模过高,土的弹模一般达不到 GPa 的量级,而且如果采用弹塑性本构后引入非线性,收 敛情况将会恶化,呵呵 假定你计算的是个土质边坡,假设土的粘结力为零,内摩擦角为 20,那么此时边坡的安全系数为 1.2。和想和原作者一起探 讨边坡稳定性分析的问题 请教 zhangpeiwen 兄: 你的 INP 文件里 *GEOSTATIC 1E-6,1E-6 这个 1E-6 是什么参数啊?我在 HELP 里看到*GEOSTATIC 里是没有参数的。 是初始时间增量,和最终时间,一些例题里采用这样的参数,应该没有问题. 如果土的粘结力 c=0 的话,首先采用的屈服准则要改变:好象应该用 cam-clay 准则(可以看一下帮助确认一下) .我做地 应力的目的主要是想考虑有水位变化作用下(例如库水位骤升,骤降)边坡的稳定问题,实际上是耦合问题.这些天一直在 摸索采用 abaqus 来模拟水位的骤升、降问题。模拟结果不是很理想。不知道你有什么好的处理方法。请指教。多谢 我有这样一个想法: -7-

论坛汇总第一部分 我们在一些情况下有了地应力,但是,我们对地表的初始变形不满意,那么我们先在第一步计算出地应力合初始变形,然后 我们将地应力写入为一个文件,在这个文件里我们得到单元积分点上保持平衡的应力(或者其他,我还在想)然后我们通过 USER SUBROUTINE 或者 INPUT 读入,那样我们不就得到了应力却没有如何初始变形吗!网上也有这样的帖子,但是过程 不是很明了。 但是我现在还不明白生成这个初始应力时应该生成哪一些结果,INPUT 里的格式和生成的格式是否相同。这些都是问题 三、 【讨论】初始地应力 地应力的施加问题 地应力 我们在分析一个边坡或者其他的岩土问题的时候,一定要考虑初始地应力 地应力问题的,比如边坡稳定性分析问题,一个自然边坡 地应力 在我们开挖之前是出于自然平衡状态的,但是我们在模拟的时候,给它一个初始地应力 地应力的时候,它就不出于平衡状态了,和 地应力 自然中的实际情况时不一样的。 岩体中的应力为荷载产生的应力和初始地应力 地应力的和, 因此初始地应力 地应力的大小直接决定我们的 地应力 地应力 计算结果,如何正确的模拟这个问题到现在还没有很好的妥善的处理。由于初始地应力 地应力的存在,岩体的开挖将导致部分岩体 地应力 卸载,但是在某些部位却是加载的,这个问题也导致了我们在模拟时的难度,也产生如何正确模拟这个过程的问题。然而通 常我们都是这样处理的:沿开挖面作用着与初始地应力 地应力等价的“开挖释放荷载”的方式来模拟,把由此所得的位移即作为由于 地应力 开挖产生的岩体位移, 由此所得的应力场同初始应力场迭加即为开挖后的应力场。 这种方法其实质就是等价原则的实施而已。 我的问题的就是对上面阐述在我们的 ABAQUS 中的实现问题,我们在计算的时候总是要先 施加初始地应力 地应力的,当我们只是 地应力 在这个力的作用下进行计算,我们发现我们的计算对象已经发生了严重的变相,这和我们的实际情况是不相同的,这个问题 我们不管是在使用什么软件的时候都出现过, 由此我本人请教各位高手对这个问题的理解是怎么样的?我们在实现模拟计算 的时候如何处理这个问题?还有就是初始地应力 地应力的作用是如何体现的?对我指教一二, 本人将不胜感激, 我想这个问题也许 地应力 是很多人想知道的吧。谢谢!! ! 呵呵,zhuxunguo 所说问题确实存在,而且也没有很好的处理方法。看经验和问题的重要程度了,化些功夫还是可以做的 比较满意的。 通常的初始地应力场的施加 (最简单的就是垂直向加以自重, 水平向加以地质勘测给出的侧压力系数乘以自重) 常常要引起网格的变形, 而这个变形在事实上天然状态下是不存在的, 因为我们以天然状态下已经发生变形的尺寸数据来做 造型,现在让它再变形一次,显然引起我们的造型网格尺寸的变化,比较恼火呀。一次最好就是探讨探讨怎么能即加进初始 应力场,又不产生变形,保证后续计算的正确性。 欢迎一起讨论。 。 感谢楼上的小姐, 我看了你告诉我的这个网址。 受益匪浅, 但是还是不是完全的理解。 所谓初始地应力是时间和空间的函数。 因此我们可以用场这个概念来反映。也就是初始地应力场。初始应力一般情况是由下面的几部分组成的:重力,构造力,动 水压力,温度应力和结晶力等。在岩体或者土体开挖中破坏了原来的应力平衡,引起周围岩体的应力重新分布,形成一个新 的应力场,称为二次应力场。它与工程断面是由关系的,并随开挖工作的进行再时间上,空间上不断变化。 上面是初始地应力和二次地应力的概念,从他们的概念中我们可以发现,初始地应力破坏后就会形成二次地应力,也就是我 们为什么在施加了初始地应力后计算的边坡和隧道等支护体为什么破坏的原因。 但是事实上再很多的情况下, 我们开挖后支 护体并没有破坏,这个原因是我需要知道的,在你告诉我的网址上大家并没有得出很好的结论,而且有很多的理解,尤其是 对初始地应力和二次地应力的理解都不正确怎么可能知道这个原因呢,希望你能对我的提问给与我帮助,谢谢。也许我的理 解有所偏颇,还请指点一二。谢谢 感谢斑竹的鼓励,我的觉得和你们这些高手交流实在是受益匪浅。可能大家把的意思理解不是很对,我的意思是在简化的情 况下, 当然关键的因素都要考虑到不然我们计算的意义就失去了, 斑竹你说呢?比如我们对材料使用 DRUCKER--PRAGER 屈 服准则,模型使用的摩尔库仑模型的时候,我们也一般都是使用这样的模型和屈服准则,当然由于材料的不同也有使用邓肯 张模型的,剑桥模型以及剑桥修改模型的,都是必须要考虑初始地应力的问题,然后再施加我们要给它施加的载荷,以求解 材料的受力情况。所以我提问的目的是为什么我们在施加初始地应力计算(先不施加二次载荷)的时候,材料发生了变形, 这和我们实际情况中是不同的, 因为一个边坡工程在我们开挖之前是达到平衡状态的, 为什么我们计算的时候会出现这个现 象呢?我不是很明白。所以提问,请教谢谢!! ! 我曾经计算过水工地下厂房,也涉及到原始地应力场的问题。当时做的时候好像是两种处理办法。当然首先要做回归计算, 根据测点的应力数据,根据问题的性质假定机组力,用最小二乘法拟合得到计算模型的边界条件。一是将此边界条件施加到 计算模型上计算一次,得到的应力场就作为初始地应力场,当然会出现变形,一般我们回忽略这个变形引起的造型误差,后 续计算由于边界改变引起的应力场变化叠加到初始应力场上就是二次应力场, 每次计算位移要减掉第一次计算得到的位移作 为由于条件改变(如开挖、荷载变化)引起的位移。第二种方法是在模型上同时施加应力场和相应边界条件,由于内力与外 力平衡,不会有位移产生,但是这样加好像麻烦一些。 -8-

论坛汇总第一部分 好像就是这么做的,当然水工计算相对说要粗一些,不知说的对不对。不吝赐教! 四、请教一个初始应力问题,多谢! 请教一个初始应力问题,多谢! 请教一个初始应力问题 我是新手,加了初始应力 初始应力后,可是没有反应, 初始应力 不知道什么地方出了问题 请各位大哥分析,谢谢了 ** INTERACTION PROPERTIES ** *Surface Interaction, name=IntProp-1 1., *Friction 0., ** *INITIAL CONDITIONS,TYPE=STRESS bulk, 7800., 7800. soil, 1600., 1600. ** BOUNDARY CONDITIONS **

五、请问如何解决初始地应力问题 请教诸位大侠,在基坑分析当中,如何解决初始地应力的问题? 1,能否先计算自然土层(开挖前)的每个单元节点的竖向位移(重力作用下) ,然后再在以后的开挖回填荷载步中,将重 力作用下的位移场减去 2,或者能否先计算重力作用下每个单元节点的应力状态,再把这个应力场作为初始应力场加在模型上,然后再在这个被加 上初始应力场的模型下进行开挖计算 这些方法都是在 ansys 或是 adina 里面可以用的,可是我不知道如何在 abaqus 里面如何实现。请教各位,恳请指点一二, 谢谢了 abaqus 的 documentation 里面的 standard/manual 中的 analysis 目录下面的 coupled porous fluid flow 中有关于地应力场如 何处理的说明,abaqus 中线建立一个初始平衡场,有应力没有位移,用*geostatic *initial conditions, type=stress, geostatic 六、我们在处理土木工程的时候,一般都要遇到初始地应力的处理问题,基本都要使用如下的关键词: *INITIAL CONDITIONS TYPE=STRESS, GEOSTATIC 在手册中队其数据行的解释是如下: Data lines for TYPE=STRESS, GEOSTATIC: First line: 1. Element number or element set label. 2. First value of vertical component of (effective) stress. 3. Vertical coordinate corresponding to the above value. 4. Second value of vertical component of (effective) stress. 5. Vertical coordinate corresponding to the above value. 6. First coefficient of lateral stress. This coefficient defines the X-direction stress components. 7. Second coefficient of lateral stress. This coefficient defines theY -direction stress component in three-dimensional cases and the thickness or hoop direction component in plane or axisymmetric cases. If this value is omitted, it is assumed to be the same as the first lateral stress coefficient given in the previous field. Repeat this data line as often as necessary to define an initial geostatic stress state in various elements or element sets. 对其中我有几点认识不清的地方, 首先我对(effective) stress 的理解就是初始地应力, 在数据行中 2 为 Y 方向的垂直地应力, -9-

论坛汇总第一部分 3 为其对应的坐标, 但是对 4 种的解释地应力的垂直分量的第二个值如何理解?7 侧应力的第二系数, 如何理解, ABAQUS 在 中 Y 方向不就是垂直方向吗?如何把垂直方向按照是 Z 方向来理解,则 7 中的解释可以理解,也就是两个水平应力的计算 中的系数,但是按照手册中是如何理解的呢?我现在没有弄明白,希望有朋友可以帮助我一下,谢谢。

我看 ABAQUS 的帮助里,初始地应力 地应力好像是通过给定两点的高程,及相应的 z 方向应力值、水平方向应力系数来计算单元 地应力 集的初始地应力 地应力,可以试着*initial conditions,type=stress(即不用 geostatic 参数)每个单元所有的应力分量值。 地应力 Data lines for TYPE=PRESSURE STRESS: First line: 1. Node set or node number. 2. Equivalent pressure stress, .P 楼上的朋友你说的是不是这个啊?如果是的话,也许你的解释有点问题,因为这个参数的数据行只有两个,一个是节点集或 节点号,另一个是等效压应力。您可以进一步解释一下你的理解吗?谢谢。 七、 【讨论】由初始条件地应力引起的接触问题如何处理? 考虑重力场,需要在初始条件中加地应力 地应力,然后 Step 中施加 Gravity 与此相平衡,虽然地表产生的沉降不大,但不可避免总 地应力 有一些沉降。我在地表放一基础,有 Assembly 将地基和基础方在一起。由于 Grvaity 产生的沉降,将两者分离,引起计算 不能进行。如何解决这个问题?请高手帮助。谢谢 “由于 Grvaity 产生的沉降,将两者分离,引起计算不能进行。 ” 1 如果地基和基础在一个 part 里,不会产生分离。 2 如果是两个 part,应该设置接触条件。 3 可以把基础单元先 remove 掉,geosattic 后再激活,这样模拟施工顺序要好一 点。 4 把 inp 文件传上来看看嘛 八、 原创】哈哈,终于建立地应力平衡了,用 CAM-CLAY 的平衡 【 摸索了好几天,都快崩溃了。最后终于解决。之前也参考了我们这网上的一些文章。但总是解决不了。最后我发现原来主要 问 题 在 这 里 : 只 要 你 的 模 型 的 密 度 × 加 速 度 值 × 你 的 模 型 的 重 力 作 用 方 向 的 尺 度 应 该 与 你 的 *INITIAL CONDITIONS,TYPE=STRESS,GEOSTATIC 里设置的应力相对应,想想:如果不对应模型就不平衡,然后就得去寻求平衡的 街!!我试了一下,改变侧压力系数并不会对初应变有太大的影响。 ! 这是我的模型,CONC 是用来以后用的

239202-jk1.inp (0.0k) 这是变形图

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九、本人用 ABAQUS 软件对某地铁工程的施工过程进行了三维弹塑性数值模拟分析,现将有关内容显示在附件中。

340189-ABAQUS.doc (0.0k) 看来大家还是很关注这个工程事例,现把其他几个文件给出,想必对大家关于 ABAQUS 的实际应用会有很多启发和帮助吧! 希望斑竹能够给予鼓励,如果希望还会有更精彩的工程应用出现,我等待。。。 。。 342333-other.rar (0.0k) 你好,我刚运行了你的文件,老是出错,提示:ERROR: SPECIFIED STANDARD_MEMORY VALUE OF 256 MB IS TOO SMALL TO RUN THE ANALYSIS. STANDARD_MEMORY MUST BE INCREASED. MINIMUM POSSIBLE VALUE IS 436 MB. LOOK AT MEMORY ESTIMATES SECTION OF .dat FILE FOR FURTHER INFORMATION. 我的电脑配置是 512 内存,p4 处理器,应该不会有问题吧? 控制面板/管理工具/计算机管理,进入后,在计算机管理上点右键,编辑属性/高级/性能/性能选项,更改虚拟内存, 把最大和最小都改的大一些 侧压系数是通过泊松比来体现的! 请教各位: 我运行了 n 次 gremms 大侠的 inp 文件, 错误提示: ERROR: SPECIFIED STANDARD_MEMORY VALUE OF 256 MB IS TOO SMALL TO RUN THE ANALYSIS. STANDARD_MEMORY MUST BE INCREASED. MINIMUM POSSIBLE VALUE IS 269 MB. LOOK AT MEMORY ESTIMATES SECTION OF .dat FILE FOR FURTHER INFORMATION. 我已经改了虚拟内存,而且我的内存是 512mb,不知道是什么原因 急盼各位大侠解答,急! - 11 -

论坛汇总第一部分 你需要修改 ABAQUS_V6.ENV 中的内存设置,在 WIN2000 中 ABAQUS 支持 2GB 的物理内存,而在 WINXP 中支持 3GB 的物 理内存,你的 ABAQUS_V6.ENV 中的默认只有 256MB,你改为大于或等于 512MB 就可以了。goog luck! 你在安装的"...SITE\"下面找到该文件后打开,在文件的开始就有,一看便知 现在把 inp 文件传上。

341818-BB8.inp (0.0k) 十、 【寻找】弹塑性模型中*INITIAL CONDITIONS,TYPE=STRESS,GEOSTATIC *ELASTIC,TYPE=ISOTROPIC 1.0E7, 0.30 *DRUCKER PRAGER 36, 1.0, 36 *DRUCKER PRAGER HARDENING 5E4 *DENSITY 2.26E3 参数取值如上,为何初始地应力 地应力不平衡,而把 *DRUCKER PRAGER HARDENING 地应力 5E4 的参数调大,8E5,地应力 地应力变平衡,为什么?地应力 地应力平衡与 DRUCKER PRAGER HARDENING 有关吗? 地应力 地应力 弹性模型也演算过, *ELASTIC,TYPE=ISOTROPIC 1.0E7, 0.30 平衡,位移为 1E-6 以上,为什么? GeoStatic 是将模型恢复到初始的真实应力状态的一个平衡过程。你的模型在弹性阶段和塑性阶段对应的应该是同一个初始 状态。你是想把达到塑性破坏的状态作为 initial condition 吗? 斑 竹 大 人 , 你 好 , 我 的 计 算 模 型 分 别 采 用 线 弹 性 材 料 模 型 和 弹 塑 性 材 料 (DRUCKER), 所 加 的 初 始 应 力 相 同 *INITIAL CONDITIONS,TYPE=STRESS,GEOSTATIC rock,0,0, -1.909E6,-86.2,0.5 用弹性材料,初始位移很小(1E-6),地应力平衡,结果合 理用弹塑性材料,初始位移较大(1E-1),地应力不平衡,结果不合理接着我就遇到了上面的问题,不知道我说明白了没有? 我的意思是要在 GEOstatic 内保证初始平衡,这个阶段是不用考虑材料的塑性啊,刚性啊,流动性啊的。因为你使用的是 TYPE=STRESS 对呀,GEOstatic 内保证初始平衡,这个阶段是不用考虑材料的塑性啊,刚性啊,流动性啊的。因为使用的是 TYPE=STRESS 但是 后来的计算需要先前定义的模型材料参数材料属性分弹性和弹塑性同一模型,可以用不同材料参数,而其他部分一样当用弹 性材料时,地应力很容易平衡,但是我改成弹塑性材料,地应力就不平衡了,是这个意思,不是同一过程的不同阶段而是两个分别 的过程在 GEOstatic 内保证初始平衡我也并没有考虑材料的属性,而是前面定义的材料属性 我当然知道你已经是不同材料的不同计算 case。但是平衡是使用的材料参数不就是一个 density 或指定应力吗? 谢谢斑竹!问题已解决,在用 GEOSTATIC 平衡时,我认真阅读了ABAQUS的例子,发现在地应力平衡与 DRUCKER PRAGER HARDENING 参数有一定的观系,当 DRUCKER PRAGER HARDENING 较大时,与弹性材料平衡一致,当 DRUCKER PRAGER HARDENING 较小时 ,需要添加新的边界条件,强制使其初始位移为0. 十一、求助:initial conditions 的一个问题 不好意思,我看了以前的关于这方面的讨论,但是,还是没有解决自己的问题,实在没有办法,拿出来占大家的时间,谢谢! 我做的类似桩基,是土体中加入桶形的桩基础。现在对土进行了 iinitial conditions,现在土的初始位移基本为 0 了,然后我 对桶同样用 initial conditions,想使桶的初始位移也接近于 0,但是,发现这个 initial conditions 对于桶不起作用,换了很多 的参数,题目也不报错,好多天了,没有解决,希望得到大家的帮助,谢谢,谢谢!

315031-Job-1.inp (0.0k) *Material, name=SOIL *Density 1600., *Drucker Prager - 12 -

论坛汇总第一部分 54.1,1.,0. *Drucker Prager Hardening 50000.,0. *Elastic 500000., 0.2 这里的*Drucker Prager 54.1,1.,0. 中的 0 好象不太对,一般设为你的土的内摩擦角是 54.1 差不多大 fangxiang,不好意思,由于工作太忙,现在在才回答。你给我的那个文件是在我上次的那个基础上多加了一个 step 吧。你 加的是在桶的最左边一点加了一个 1000 的水平荷载。计算结果没有问题啊,以下是在放大 2000 倍的位移图。

还有水平位移等值线图。

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现 在 这 个 问 题 还 没 有 解 决 , 希 望 各 位 大 牛 给 与 关 注 阿 我 又 做 了 个 简 单 的 模 型 桶 , 但 是 通 过 initial conditions,type=stress,geostatic 及 initial conditions,type=stress,input=xxx.inp,同时计算,但是发现单桶的竖向初始位移 还是恢复不到零,发 inp 文件,请各位看看,先谢了是不是 initial conditions 的位移恢复,和模量有很大的关系,不是以前 简单的考虑,希望各位帮助,指点,谢谢,多谢 而且你没有定义初始空隙比和初始静水压力 这是一个简化的模型,有些内容不是计算所主要关心的,所以就省略了,现在的主要症结是 initial conditions 为什么对土有 效,而对桶就失效了,多谢,再次感谢帮忙! ! 没有啊,你的桶的 initial 也是加进去了的。有一句你写错了 把_G14,-764400,0, 40,50,0.5 改成 _G14,-764400,40, 0,50,0.5 就可以了,你 0,40 两个数字的顺序做反了。 下面是平衡后的竖向位移。 Job1.inp (52.1k)

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下图是在加重力前的初始竖向应力场,由于桶的质量比土大了很多倍,所以初始竖向应力桶的也比较集中。

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以下是第一步加入重力后,应力场就变均匀了。 你原来的 inp 文件的结果的刚好相反,所以会导致在桶的自重作用下产生相当大的位移而不能平衡。

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对了,还有一点就是平衡地应力要用*geostatic 来做,而不能用*static 来做。用 static 不能让初始位移为 0。

十二、有关初始应力的问题 一根悬臂梁,在自重作用下弯曲,求出在自重作用下的单元应力,然后单独把求得的单元应力加于梁上,此时梁的扰曲线应 与自重作用下的扰曲线关于水平面对称, 如果把自重应力和自重都加上, 作为梁的初始状态, 则此时梁应处于自重平衡状态, 没有变形。 ansys 就是利用这种原理施加初始应力 初始应力场,作为分析的起始步,但在 abaqus 中,初应力不能从前面的结果文件中读入,在 初始应力 土工问题中,如果用*initial conditions,type=stress,geostatic 来定义初应力,按前面所述,如果只加初应力(不加自重) , 在二维情况下这种与自重作用下的反向变形很明显,此时的地压平衡也很容易实现;在三维情形,用这种方法加上的初始应 初始应 力就没有这种与自重作用下的反向变形,因此三维的地压平衡就很难实现(重力场作用下产生变形,而初应力作用下土体没 有变形) 。因课题涉及三维问题,地压平衡这一步总是实现不了,没法往下做,甚为郁闷 问题,请指教一二,或是有无这方面的例题。BOW!!! !!! 能否解释解释, 只加初应力 (不加自重) 产生的反向变形是什么意思?难道说, 只加初应力 , (不加自重) 地表要向上移动? , 是的,你可以试试,这种情况下地表只产生向上的位移。 三维地压平衡问题已顺利解决(在此感谢版主 cafe 的关心!) !,问题出在对 abaqus 坐标轴的理解上,在二维问题中,坐标 轴 的 竖 向 是 2 方向 ( y 轴 ) 初 始 有效 应 力就 是 加 在 2 方 向 上 , 当然 土 体的 自 重也 就 加 在 2 方 向上 了 : *dload , elset_name,grav,10,0,-1,0 而在三维问题中,坐标的竖轴就当为 3 方向(z 轴) ,而不是我们在 cae 界面中所见的 2 方向,所 以初始有效应力是加在 3 方向上(而在二维情形,有效应力是加在 2 方向) ,因而,在加土体自重时应当加在 3 方向上: *dload Elset_name,grav,10,0,0,-1 ,各位有无做过这方面的

十三、 讨论】再谈初始应力的施加问题 【 岩土问题的研究都要涉及到一个初始应力 初始应力的问题,其施加问题一般都要遇到。下面我就此问题谈谈个人的观点:初始应力 初始应力包 初始应力 初始应力 括垂直和水平两个方向的力, 所以我们在施加的时候要注意两个方向都要有作用的力。 一般水平和垂直方向的比是 K=1-sinφ . - 17 -

论坛汇总第一部分 但是我现在有个问题,在 abaqus 中施加初始应力 初始应力的时候我认为是在第一步中施加,可是在 create load 对话框中我并没有 初始应力 看到所需要的力,请高手指教。附件中。

176988-a1.rar (0.0k) 如果考虑构造应力,水平应力和垂直应力的比一般为 2:1 对于考虑构造应力的话的,水平应力和垂直应力之间的比值并不是 2:1。不知你是哪里的结论,请告之,谢谢。因为据我 所知,地应力的主要来源是地质构造运动和岩体自重。他们之间的比值是变化的,不是固定的,当然详细的解释有兴趣的朋 友可以参阅有关的书籍,比如高等岩石力学,矿山岩体力学,那里有比较详细的解释。希望和楼上的小姐共勉,和我联系, 我的邮箱是 zxg2018@sina.com.cn 我们一起探讨这个问题。 我的说法可能让你误会了,一般情况下,若有构造应力的情况(一般为水平方向) ,根据各国地应力的测试资料,通常来说, 在一定的深度内水平应力大于自重应力,他们比值不是固定的,我们在实际计算时,若考虑构造应力,而且没有实测的地应 力资料,可以取 2:1 十四、 【讨论】紧急求救:geostatic 分析中如何加初始应力和侧压系数? 用 AQAQUS CAE 时,在 step 模块选用 geostatic 分析时,如何体现侧压系数? 初始应力如何体现?是不是必须写 keywords, 请给一简单例子。 小妹先谢了 cae 里不能实现初始应力的施加,可在 inp 文件里添加,祥见 document 里 abaqus keywords reference manual 里*initial conditions,type=stress,geostatic 里的说明。 十五、讨论】再谈 ABAQUS 中开挖工程的初始应力场问题! 对于涉及开挖问题来说处理好初始应力 初始应力问题是至关重要的,目前,常常两种方法,其一就是直接把重力场(也可以有其它力 初始应力 存在)始终作用在模型上,进行开挖模拟,这样求得的应力场为实际应力场,而求得的位移场需要减去初始位移场,其二就 是想办法读进初始应力 初始应力场到模型中(没有初始位移) ,然后进行开挖,这样所求得的位移场和应力场均为实际的位移和应力 初始应力 场。本人认为第一种方法最好,因为我们的初始应力 初始应力场既可能为弹性也可能局部进行塑性,而第二中方法似乎只能处理弹性 初始应力 初始场,如果真是这样,不知在 ABAQUS 中能够实现第一种方法,也就是能否方便实现各开挖步中位移场的相减运算,请 高手指点! 可以得,在 inp 里修改或者 cae 里也行 十六、在 inp 文件中加地基初始应力(not geostatic) ,怎么读不进去呢? 采用 C3D10MH 单元,命令如下: *Initial conditions, type=geostatic 1,1,s11,s22,s33,s12,s13,s23 1,2,s11,s22,s33,s12,s13,s23 1,3,s11,s22,s33,s12,s13,s23 1,4,s11,s22,s33,s12,s13,s23 2,1... 2,2... 2,3,... 2,4,... ... ... ... 该单元四个积分点,不知道是不是应该这么加。abaqus/pre.exe 错误提示信息如下: ***ERROR: in keyword *INITIALCONDITIONS, file "tet10coashMH.inp", line 9248: Unknown assembly id 1. ***NOTE: DUE TO AN INPUT ERROR THE ANALYSIS PRE-PROCESSOR HAS BEEN UNABLE TO INTERPRET SOME DATA. SUBSEQUENT ERRORS MAY BE CAUSED BY THIS OMISSION ***ERROR: AN INITIAL CONDITION HAS BEEN SPECIFIED ON ELEMENT 0 BUT THIS ELEMENT HAS NOT BEEN DEFINED - 18 -

论坛汇总第一部分 CARD IMAGE: , 1, -5.4809E+04, 27.20, -2.6842E+04, 5.717, 0.9051, 1.552 我试过只按一个积分点加,错误信息同上。 那位帮看看可能是怎么回事?多谢了! 还有一个问题,每个单元是四个积分点,但是 abaqus 只能取一个,作为初始应力 初始应力平均加到整个单元上。请问能不能向输出 初始应力 单元应力那样把不同的初始应力 初始应力分别加到每个积分点上,或是四个节点上也行啊(最起码保证应力在单元内线性) ! 初始应力 你是不是先用 abaqus 的 cae 建的模型然后自动剖网格的吧,然后再利用文本编辑器编辑 inp 文件,是不是,这种情况他都 会提示 unknown id,他把节点号当成了几何信息里的 set,我也不知道更好解决的方法是什么,这个建议你试试吧,你可以 把关于 inp 文件的 instance,assembly 的信息都删掉,把 inp 文件里的模型,节点,单元组成形式搞成 orphan 单元的形势, 就像那些 example problem manual 里的文件一样就可以了 这条经验很宝贵,ABAQUS DOCUMENTATION 里面恐怕没有。虽然搞不清原因,但确实我改了 ABAQUS 自动生成的 INSTANCE,ASSEMBLY 之后就好用了。这是条值得加分的帖子!真是很感谢 inchesnail! 还有一个问题,每个单元是四个积分点,但是 abaqus 只能取一个,作为初始应力平均加到整个单元上。请问能不能向输出 单元应力那样把不同的初始应力分别加到每个积分点上,或是四个节点上也行啊(最起码保证应力在单元内线性) ! 十七、 【讨论】桩土相互作用中的初始应力场问题处理 在城市地下工程开挖的过程中,常常不能避免近邻的桩基(包括桥梁桩基和建筑物桩基) ,要解决好近邻桩基的开挖问题, 首先需要通过接触面来反映桩土之间的相互作用,其次是要解决好初始应力场问题,接触问题在 ABAQUS 中相对容易,可 是初始应力场问题比较棘手,如果不考虑桩基问题或者考虑桩土完全耦合在一起,初始应力场问题都很好解决。如果通过滑 移接触单元来模拟桩土间的相互作用,由于 ABAQUS 中对用户隐藏了接触单元,而桩单元和土单元中的内应力是重力(假 定没有构造应力)和接触力共同引起的,而我们在进行内应力平衡时却只能考虑重力,接触力无法考虑更不能施加,因此, ABAQUS 软件处理这种问题似乎有些缺陷,问题要解决需要 ABAQUS 软件对用户开放接触单元,这样我们变能对桩和土施 加接触外力实现真理的平衡,不知各位同行是否同意这种说法! 讲得好!好问题!

这个问题我也注意到啦,其实在土木的这个问题处理上,老板本的界面接触单元,包括 ISL 家族中的几员,其实可以清晰地做到 这点,可惜 ABAQUS 的趋向是更加的傻瓜和黑箱化(可能这更利于技术支持的赢余),由于对最新版本的疯狂追求,很多可能还 没有享用,就扔掉啦。很巧合的是,一个相似的问题在 ABAQUS 的 2004 年会上也提出了,对以上问题有同样的置疑。个人认为 ABAQUS 的 5.8-10 和 6.2-7 以及 6.4-1 都是几个革新性的好版本,其余的很难...,因为我的一个大型蠕变问题的子程序在 5.8 和 6.4 都可以顺利运行,在 6.3 上竟然报出一些错误。可能,功力还差三成啊。 谢谢总管的关注和加分! 目前版本中这个问题的解决需要考虑另外一种方式来模拟有桩土相互作用的开挖问题。我们模拟开挖问题主要有两种方法, 一种是在初始位移场为零的真正初始应力场中进行开挖模拟, 这种情况下, 在随后的载荷步中所得的位移场和应力场均为实 际的位移场和应力场;另一种是在初始应力场不为零的真正初始应力场中进行开挖模拟,这种情况下,在随后的载荷步中所 得的位移场需要减区初始位移场才为当前步的实际位移场,所得的应力场则是实际的应力场。在 ABAQUS 中这两种方法均 可以采用,故遇到类似问题时,我认为可以采用后一种办法。 有没有监测资料,可以反演出来初始应力场

【原创】如何彻底解决地表不水平下的初始应力场问题? 十八、
我以前一直用 ANSYS,我是做地下工程的,最近觉得 ABAQUS 是一个好东西,但是对于地面不水平的情况如何通过文件读 取初始应力的问题,是岩土开挖工程中至关重要的问题,一般是通过先加重力计算一次,然后通过后处理获取单元中心的应 力分量,然后把每个单元的应力分量放入 inp 文件中,我的表达方式为: *initial conditionds,type=stress,input=xx.inp 其中文件 xx.inp 每行的格式比如为: 1(单元号),s1,s2,s3,s4,s5,s6 在运行中程序似乎只认单元集名(ESET),单元号难道不行还是有别的原因,请多多指教,谢谢回复. 单元号也是可以的。看看下面的例子: *INITIAL CONDITIONS,TYPE=STRESS,GEOSTATIC 1,-2.12E+07,0.0 ,-2.12E+07,-200000,2.094E-01,6.071E-01 - 19 -

论坛汇总第一部分 2,-6.35E+07,0.0 ,-6.35E+07,-200000,2.629E-01,4.779E-01 3,-1.06E+08,0.0 ,-1.06E+08,-200000,2.931E-01,4.330E-01 4,-1.48E+08,0.0 ,-1.48E+08,-200000,3.124E-01,4.116E-01 5,-1.91E+08,0.0 ,-1.91E+08,-200000,3.274E-01,4.011E-01 6,-2.33E+08,0.0 ,-2.33E+08,-200000,3.389E-01,3.954E-01 ... 但是你这种处理方法可能效果不是很好。尤其是临空面存在的情况下。关键是通过 GRAV 建立起来的应力场处理方法不是很 好。ABAQUS 在 Geotech 上明显存在不足。 10 节点四面体单元,加初始应力,能否 4 个高斯点上加不同应力值? 节点四面体单元,加初始应力, 个高斯点上加不同应力值? 我用*initial conditions, type=stress,采用 C3D10MH 四面体单元,10 节点,4 积分点 帮助上这么说: Stress values given on data lines are applied uniformly over the element. abaqus 输出单元应力的时候是输出每个单元的每个高斯点上的六个应力分量,但加初始应力 初始应力的时候为什么每个单元只用一 初始应力 组应力分量呢?这样由原来的应力线性变成应力常量了,降低了精确度。能否克服这个缺点? 积分点是计算中做数值积分时才用到,在初始条件中怎么给积分点上加东西呀 十九再谈 ABAQUS 中开挖工程的初始应力场问题! 中开挖工程的初始应力场问题! 再谈 对于涉及开挖问题来说处理好初始应力问题是至关重要的,目前,常常两种方法,其一就是直接把重力场(也可以有其它力 存在)始终作用在模型上,进行开挖模拟,这样求得的应力场为实际应力场,而求得的位移场需要减去初始位移场,其二就 是想办法读进初始应力场到模型中(没有初始位移) ,然后进行开挖,这样所求得的位移场和应力场均为实际的位移和应力 场。本人认为第一种方法最好,因为我们的初始应力场既可能为弹性也可能局部进行塑性,而第二中方法似乎只能处理弹性 初始场,如果真是这样,不知在 ABAQUS 中能够实现第一种方法,也就是能否方便实现各开挖步中位移场的相减运算,请 高手指点! 可以得,在 inp 里修改或者 cae 里也行 二十、 讨论】ABAQUS 中能否做岩土开挖问题的时空效应分析? 【 gremms wrote: 对于开挖问题来说,要真正实现时空效应分析,只有采用三维粘弹-粘塑性本构关系或粘弹-粘塑性本构,不知 ABAQUS 中本 身是否有这些本构关系,如果没有是否可以通过用户程序来实现,新手上路,请各位高手发表一点高见! ABAQUS 可以实现三维粘弹-粘塑性本构关系或粘弹-粘塑性本构 二十一、【讨论】在 ABAQUS 中如何直接建立线或面单元与实体单元间的耦合关系? 由于本人做隧道开挖问题比较多,用了 ABAQUS 后,最大的感受就是建隧道开挖问题的计算模型非常麻烦,比如我们常常 用壳单元(三维问题)或梁单元(二维问题)来模拟初期支护结构,而梁和壳单元与他们相连的实体单元可以处理为完全耦 合关系,这个问题在 ansys、marc、adina 等软件中非常好处理,可以直接在实体单元的所在的几何面或边上划分壳或梁单 元,而在 abaqus 中似乎需要对梁和壳、以及实体单元分别建立 Part,再通过耦合关系把他们在节点处耦合在一起,这样处 理起来非常麻烦, 特别是涉及到大量的开挖步时, 更是如此, 难道我得放弃 abaqus 吗, 不知各位高手似乎有更好的办法 (本 人接触 ABAQUS 的时间较短) 其实我觉得一样的, 你可以建立不同的 part 再 assem 一起也可以, 至于梁和体连接可以用多点约束, 壳和体有 shell to solid couple 的选项可以用 如何利用 abaqus 建立组合有限元模型,请大家发表意见。 如果是兩個物件相黏接的話我都是用 tie ,並不需要去切成另一個 part 除非你要接合的位置是比較特殊,才會特別去切 是 2 个不同的部分之间设置接触面 在 ABAQUS 中建立接触面的方式只能通过不同的 PART 来进行,不过处理的方法有两种,一种是通过网格 PART 来进行,这 种办法用来建立一致网格的接触关系时非常好,另一种就是通过几何 PART。此外,在 ABAQUS 中建立壳、体耦合关系时, 通过其蒙皮技术能够很好解决。 “shell to solid couple”这种办法只能用于壳的边和实体的耦合,不能用于壳面和实体面的藕荷”其蒙皮技术,是否能详细说 明?谢谢! - 20 -

论坛汇总第一部分 在 PROPERTY 模快的菜单中本身有这项功能,只需直接把任意面定义成蒙皮即可,这跟定义壳截面属性一样,实际上程序 内部就是利用实体表面的节点来生成壳单元。 请大侠能否具体谈谈梁和体如何进行多点约束? SKIN 可以解决"壳、体耦合关系",是不是指壳、体之间无相对滑动,而壳、体之间设置接触面,是否也可以使用蒙皮技术?如果 不能,那么壳、体之间设置接触面,自由度是否需要偶合? 壳、体接触问题不用这样解决,只能通过 SHELL PART 和 SOLID PART 的接触面来定义,不需要自由度进行藕合 请问楼上的朋友,壳,体之间的耦合用“skin”,如何给“skin”赋材料和截面特性啊?我每次想赋时都无法选中“skin” 与定义壳截面特性一样的,在定义 skin 时会提示你选择定好的截面的 比如说我建了一个长方体,想把长方体的某个面建成“skin”,但在定义材料特性时只能选择体,而不能选择面,所以就没办 法给“skin”赋材料。 你可能对 ABAQUS 的 PROPERTY 模快了解的不够,应该没有问题, 如果你对体的 property 已经有定义,边缘的材料特性也是体的一部分.也就是说你已经定义过嘞,可以简单用 1,2 等容易数据对 skin 进行模拟 其实说白了就是你想办法使梁和体在的约束节点处的位移相同就行了,好像和壳差不多,梁体协调,我也没用过。 不是这个意思,我是指体是一个材料,而壳又是另外的材料,如果是这样的,那就没法给体的一个面(设置为“skin”)赋另 外的材料了。 如果是不同的维数的 part,可以用 tie 命令找到你需要偶合的部分,用此命令就可以了 在 ABAQUS 中, 看来只能通过不同的 PART 间的偶合关系来实现, 问题是在划分单元是得让 PART 在交接处的节点基本重合, 不知 ABAQUS 中在划网格时能否很好地控制这一点。 如果几何比较规范,应该自动在边界处协调的 做隧道开挖问题,我们常常用壳单元(三维问题)或梁单元(二维问题)来模拟初期支护结构,有时梁和壳单元与他们相连的 实体单元可以处理为完全耦合关系, 壳和体有 shell to solid couple 的选项可以用, 我想在壳和体之间设置接触面, 不用 shell to solid couple 选项,可是壳和体之间设置接触面就不收敛,不设接触面收敛,怎么回师?下面是接触定义: ** INTERACTION PROPERTIES ** *Surface Interaction, name=IntProp-1 1. *Friction, slip tolerance=0.005 0.2, *Surface Behavior, pressure-overclosure=HARD ** ** INTERACTIONS ** ** Interaction: Int-1 *Contact Pair,interaction=IntProp-1,ADJUST=0.0 Surf-shell1,Surf-rock1 msg 文件里的错误是 ***ERROR: TOO MANY ATTEMPTS MADE FOR THIS INCREMENT: ANALYSIS TERMINATED 谁知道怎么回师? 谢谢! 二十二、 〖测试〗 〖原创〗关于初始应力计算的一点疑问

此题可以在 ANSYS 帮助文件的“2.6.13.2. A Sample Initial Stress Problem Using ISFILE”中找到,我这里对初应 力文件不是很了解, 所以举例想请各位指点一下~ 附件里面的 test0.mac 表示仅有初应力的工况; test1.mac

表示加速度向下作用时,并有初应力的工况;test2.mac 表示加速度向上作用时,并有初应力的工况;test.ist 是在自重作用下产生的初应力文件,也是程序运行所必需的! 从位移计算结果可以看出在单纯的初应力作用 下(即 test0.mac)结构是向上变形的,向上位移是 0.379m;在 test1.mac 作用下位移为 0;在 test2 作用下位
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移为 0.758m。

但是从应力计算结果看出,test0 的结果应力最后为零;test1 和 test2 的结果应力却只受外在 综合以上的位移和应力分析:位移的结果符合线性叠加原理;而单

加速度的影响,而不受初始应力影响。

元和节点的应力却不是这样的,初应力在计算之后马上就释放掉了。问题是有没有办法在计算时,能将初应力 和加速度作用下的结果应力一起保存在计算结果中,而不将它释放呢?

二 十三、 〖求助〗blast,断裂问题
先看图 取了半个模型,实际计算的时候取了 1/4 模型如下图

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1、在指定 seam 的时候该选择那个?1 线 ?2 线?还是其他?我 选择哪个都是不可以的。是不是 seam 只是针对体内部裂纹的? 2、crack front 说的是什么? 裂纹拓展面么?图中选择的是那个? 1、seam 只是针对体内部裂纹,没错。形态上看 3 线,最合理。seam 是在画网格后才真正出现的界面。获得 方法是在实体建好后切一刀。然后指定那一刀为 seam。而且,seam 不能是将整个实体分为两半的线/面。seam 是指实体中在初始太前已有的裂纹上下面,如果裂纹穿透整个实体,显然不合理,意味实体已经完全断裂,没 有必要再算了。 2 线将整个实体分开了, 这样的 seam, 没有必要分析了 1 线也就算个裂纹表面, 没必要用 seam 定义用 CAE 是不能定义动态的扩展裂纹的,裂纹扩展需要直接在 inp 里自己写 crack front 是指 crack tip 裂纹端吧。如果 3 线是 seam,那么 s 线最上端就是 crack front 呵呵,看来我没有把问题说清楚 1、 3 下面的线是指引线,不是上面的裂纹。3 指示的是交叉点,而不是线。给出这个目的就是为了搞清楚 crack front 是不是它。 2、2 线是对称面,实际上裂纹是不存在的,裂纹的就是 1 线构成的那个空缺。2 本来是想用来指定为拓展面的。 3、我试过将 3 定义为裂纹,也就是其中的 crack,而 se'am 是没有的,所以没有指定。但是划分网格的时候, 没有得到畸变单元,你知道这个是什么缘故么?
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如果没定义什么 seam,显然 3 点是应力集中区,也就是 crack tip CAE 里面不能定义裂纹扩展 在 edit crack 子窗口下。 在那个 singularity 里面修改 midside node parameter 就能移动节点到 1/4 处 (设为 0.25) 在 degenerate element。。。。。里面控制裂纹端单元当然,如果选 no degeneracy 肯定不是奇异的^^b 如果选择了别的,那么在 mesh 时候就要注意了。挨着 tip 的那一圈单元要 mesh 为三角形的。如果没有这么做 的话,系统不会自动做出想要的单元 1、 crack 的输出不知道怎么选?在 output 中找不到 crack 2、生成的畸变网格不规则,有点乱。 在 step 里面 最下面两个扭,那个是控制 history 的。里面能控制 crack 的输出能输出 J\K\G\T 2、 ……这个是分网的技术了,要根据实际情况看 个人的经验是围着 crack tip 用圆环划出个小区域,区域边均匀设置 mesh 用的 seed。再在小区内 mesh, 圆域内 mesh 一层三角形单元 是呀 我就是在 history 和上面的那个东西里选择了但是 两个都是好用的(对于整个模型) history 可以针对整 个模型也可以针对个别 set surface crack 什么的都可以在 step 的历史设置里面设定~~毋庸置疑 问题就是在计算的时候,呵呵 它就说没有 crack 的 history 不是很明白……程序会给出没有 crack 的 history 的提示?这个我没有遇见过……一般确实有 history、fieldout 不 能输出情况,往往因为单元或材料性质造成的但是简单的 crack 输出是建立在单元间关系以及应力应变上的, 应该不存在这类问题吧~没见过。 返回 step,想给 crack 添加上,呵呵。没有 crack 了…… 这个是操作的失误造成的吧。在 CAE 里设定好了,存了盘怎么会丢~当然如果建模时侯有错误,可能会令某些 属性丢失~不过这样程序应该会给点提示 在采用 icem 生成好极漂亮的网格导入 abaqus 后,很多事情都不能办比如说:指定畸变单元不好办,把裂尖的 网格指定为 wedge 网格等等我想我是不是该用 hypermesh 了,用它事先都设置好,就比较好办了 画网格就是仁者见仁智者见智了 顺便提,以前在 simwe 的 hypermesh 版查询过奇异单元问题,发现这类问 题很少提及。有人提过但是,没人能回答,包括版主。当然我也人为 hypermesh 能够实现奇异单元,但是自己 不会用,不能打保票 cafe 斑竹一直喜欢用 femap,见过他提到,femap 能够实现单元奇异的问题 其实简单的算算是没什么意思的只有复杂的才能现实 fem 的用处但是复杂的就是要用专业的网格生成工具了 比如 icemcfd h'y'p'er'mesh 等等接口还是有问题看来必须试试 hypermesh 了 二十四、 〖求助〗关于接触面切向约束问题 在作一个课题时,由于考虑接触面上局部结构的特殊行为,要求不管接触缝面是处于张开还是闭合状态都希望 不发生相对的切向滑移。 本来想通过*friction,user 中添加 Lagrange 约束来实现,但该约束仅在接触面闭合 时有效;现在写了个 uinter 子程序来控制切向刚度,但计算时收敛性实在不怎么样,因此特来问问大家有什么 更好的思路和办法。 先谢了! 看了看 uinter 的介绍,似乎该子程序的确可以较好的实现 dege 兄的目的。但正如 UMAT 中的 DDSDDE 一样, DDSDDR 似乎对收敛速度影响极大,特别是接触问题涉及到的 Discontinuous Iteration,建议 dege 兄研究一下 ABAQUS 关于接触问题的算法,或许会有些帮助。 或者利用 MPC,对主从面的节点进行约束??这样可能会导致过约束问题,dege 兄可以尝试尝试,有什么结果 也可以和大家讨论一下,谢谢! 看看 connector element 中的 rigid beam。这个不会引起过刚度的问题 wjy 兄所说的关于 DDSDDR 的定义确实值得注意, 我也正在不断更改和尝试中。 做一些小的算例程序都没问题, 可是我算的是一大体积混凝土结构在地震动力下非线性响应, 似乎还有些困难。
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通过 mpc 给主从面上节点对

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加切向约束不行,有 overconstraint 的问题。

xiaohongchen 兄对 connector elements 似乎比较熟悉,能否再

给简要谈谈你的 rigid beam element 想法,你的建议我也会好好读读,谢谢。 别的兄弟有什么好的新建议也望不吝赐教。

二十五〖求助〗接触面上粘聚力 c 的模拟
最近帮人做一些岩土方面的问题,碰到关于如何考虑沿接触面(如断层、节理面,结构薄弱面等)上的粘聚力 c 的问题,查看了仿真、傲雪 abaqus 版块上的精华区和相关文章,没有找到合适的办法。特来请教大家。 个

人理解:在初始和未发生张开、滑移阶段,粘聚力作为初始强度发挥作用,而当接触面由完好进入发生张开、 滑移阶段,则不予考虑。对于上述力学模型,如何采取一个简单而有效的力学模型进行数值模拟,希望大家给 一些提示和帮助。 先谢谢大家。

是否可以这样来考虑,节理层之间用一些弹簧单元来模拟,并设定这种弹簧单元的一个实效应力,该应力也即 即节理层展开的最大受力,不知道这样可否。 edodo 兄的建议我也考虑了, 但是感觉这么一个力学模型对于简单结构在单调荷载作用下的力学行为似乎还可 以,复杂应力路径下这么一个弹簧系统模型(包括法向、切向)似乎就不太合适了,且弹簧的等效刚度也不好 确定。 除了上述弹簧模型方法,个人还想了这么几类方法: (1)用户定义接触面力学本构(基于 uinter) ; (2) 用户定义弱面、节理单元(基于 uel),可能的话与接触面共同使用; (3)基于材料层次去考虑,即将弱面模拟为一层特殊力学行为的材料, 这里也不妨考虑程序本身自带的一些材料本构,如 joint material。 办法,也请不吝指出。 谢谢! 用弹簧模拟 复杂问题用最简单办法实现是技术人员应有的本领 请大家帮忙看看。若有别的更好的

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可否考虑采用*fric 自定义程序定义 二十六、 〖求助〗斜拉桥施工控制中张拉工况的索力怎样计算? 在斜拉桥的施工控制中,要给出斜拉索的初张力和预抛高。 因为新张拉的索对已施工的索有影响,所以要在施 工中不断调索,初张力怎样算?怎样调索?调多少? 斜拉桥属高次超静定结构, 成桥后的主梁线型和结构恒载内力与所采用的施工方法和安装程序有着密切的联系。 在施工阶段随着斜拉桥结构体系和荷载状态的不断变化,结构内力和变形亦随之不断发生变化。因此斜拉桥的 设计必须模拟现场施工过程中的每一种施工工况对斜拉桥的每一施工阶段进行详尽的分析、验算,求得斜拉索 的张拉吨位和主梁的挠度、塔柱位移等施工控制参数的理论计算值,对施工的顺序作出明确的规定,并在施工 过程中加以有效的管理和控制。 确定合理施工状态是由成桥状态反求各施工状态的问题。也就是说,在确定成桥合理状态以后,需要确定 各施工工序,使成桥后达到合理成桥状态。主要控制参数为斜拉索张拉索力和主梁立模标高。 1. 施工状态与成桥状态 通过调整以下自由度,斜拉桥的主梁和主塔中几乎可以取得任意受力状态: ·索力大小以及张拉顺序; ·主梁和主塔的预制形状; ·安装程序; ·支座的纵向、竖向、横向运动和转动。例如,My Thuan 桥-越南主跨 350 m 的双塔双索面叠合梁斜拉桥,
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为了减小长期收缩徐变效应,中跨合龙前顶推主梁相对水平位移约 2000 mm。为了减小主塔处主梁的弯矩,在 主梁合拢后,从临时支承转移到永久支承,高程降低约 80 mm(Tao,2001) 。 同样,对给定的合理成桥

状态、施工步骤、荷载条件,可以有多种静力允许的中间状态。这是因为变量个数远远大于平衡方程个数。也 就是说,建造一座桥梁的方式不是唯一的(There is no unique way of building a bridge) 。 如果在某个或多个施工阶段应力超限,可以采取以下措施: ·改变施工程序,采取更多的施工步骤,索力多次张拉; ·改进临时结构设计 (Gimsing, 1997) 或采用临时拉索, Normandy 桥采用临时拉索 , 如 (Bouchon, 2000) ; ·改变施工方法; ·改变结构设计。 所以,总可以通过某种施工方案实现给定的成桥合理状态,而且可达到成桥合理状态的施工方案不是唯一 的。但是,如果在施工过程中需要反复调整索力,无疑会使施工工期延长,施工工艺复杂。评价施工方案的合 理与否,主要从方便施工和结构安全性方面考虑。设想一种理想施工过程,各施工阶段只需一次性张拉本阶段 的斜拉索力,就能实现成桥合理内力状态,且施工过程中不出现超应力现象,则相应的施工状态就是合理的。 一旦施工工序确定好后,合理施工状态理论上是唯一的。 2. 不闭合现象 计算中出现按前进分析结果不能达到理想状态的情况,称为计算不闭合。引起不闭合的原因主要有两个: 状态不闭合和计算不闭合。 2.1 状态不闭合 从力的平衡状态条件可知,任何斜拉桥,只要支反力与索力已知,结构就成为静定。两跨塔梁固结和多跨 漂浮体系的斜拉桥,塔、梁内力状态可由边支座反力与斜拉索力唯一确定。边支座与尾索交于一点时,支反力 可由尾索张拉力求得,这种情况下,斜拉桥的受力状态,由斜拉索力唯一确定。 斜拉桥内力状态可由斜拉索力唯一确定的体系,只要保证其成桥索力与优化索力一致,则相应内为状态就 是成桥状态合理受力状态。但是达到这一索力状态,单靠索力一次张拉一般是无法实现的。因为成桥合理受力 状态在合龙截面处一般都有一定的弯矩和轴力,而自由合龙时该截面弯矩和轴力为零,即悬拼过程中的张拉对 跨中合龙段的弯矩没有影响。要改变这种状态有两种做法:一是在合龙截面人为施加一定弯矩后再合龙(人为 调整合龙弯矩的大型桥梁实例也是有的。日本东神户大桥是主跨 485 m 的双塔双索面双层斜拉桥,主梁采用钢 桁架结构。主梁中跨合龙前给下弦杆施加附加弯矩,拉紧到位;然后连接主桁节点,终拧螺栓。在如主跨 1210 m 的瑞典 High Coast 悬索桥,当全部主跨钢箱梁节段焊接完成后,为了产生设计所需的位移和剪力,主跨梁体 两端用强有力的临时连接物与边跨梁体连接。需要加上 18 MN·m 的正弯矩,因此配备了较大的加载装置。,但 ) 这在实际施工时操作很困难;实际中常用的方法是合龙后至少再次张拉一根斜拉索。 斜拉桥内力状态须由支反力与索力两者共同确定的结构体系,要达到成桥合理受力状态,必须增加支反力 与优化结果一致的条件。在实际工程中斜拉桥支反力是随施工过程被动形成的,要使成桥支反力与优化结果一 致,必须至少多调整一对索力。 计算中一般假定新安装的支座不承受力(如果要指定支座反力,可以用调值计算处理) ;拆除支座时,只需 去掉约束,并施加相反方向的力即可,这不会碰到任何问题。但如果前进过程为拆除支座,现在进行倒退分析, 需要安装支座,则会碰到问题。例如,斜拉桥合龙后拆除梁、塔临时约束,梁、塔间将产生较大的水平、竖直 和转动相对位移。 作倒退分析时,需要安装临时约束,并将梁、 塔相对位移调整到指定状态。 问题在于, 这个“指 定状态”我们暂时无法知道。但倒退分析的最后阶段,即安装过程的最初阶段,结构应满足无应力状态。根据这 一条件,可以得到“指定状态”。否则,出现状态不闭合。 以上分析表明,受实际施工条件限制,便于实施的方案并不一定都能完全达到合理成桥状态。用斜拉索一 次张拉法施工,一般不能完全达到优化的斜拉桥合理设计状态,这是按一次张拉法确定合理施工状态时出现正 装、倒拆计算结果不闭合的主要原因之一,称这种不闭合为状态不闭合。 如果自由合龙条件和支反力值的不一致导致结构受力状态偏离合理受力状态较小,采用这一施工方案又能 减少施工麻烦,则可用后者代替成桥内力状态,如果偏离合理受力状态较大,则必须在结构合龙后实施索力调 整。 2.2 计算不闭合
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(1)斜索垂度效应和结构大位移效应等几何非线性引起的不闭合。非线性本身并不会引起不闭合,即加载后再 卸载结构位移、内力理论上也将归于初始状态。但实际有限元计算引入了一些假定,计算机计算也有舍入误差, 造成非线性计算不闭合。由于常规计算中拉索用等效弹模模拟,缺少“力的恢复程序”,拉索非线性是造成计算 不闭合的最大的因素。 (2)结构预应力、徐变、收缩引起结构倒拆的内力不闭合。原则上讲,倒装计算无法进行混凝土收缩、徐变计 算,因为混凝土构件的收缩、徐变与结构的形成历程有密切关系。由于倒装计算的顺序是结构形成历程的逆过 程,所以在倒装分析时,考虑结构的时差效应的影响是有一定困难的。 3. 确定合理施工状态的计算方法 施工中的结构计算分析不仅能对整个施工过程进行描述,反映整个施工过程中结构的受力特点,而且还能确定 结构各个阶段的理想状态,为施工提供中间目标状态。 目前,在斜拉桥施工控制中,进行结构计算分析的方法主要有:前进分析、正装分析计算法,倒装分析法、 正装一倒拆迭代法和无应力状态法。 3.1 前进分析 Leonhardt 教授提出了两种用于确定施工理想状态的仿真计算方法:前进分析法(forward analysis)和倒 退分析法(backward analysis) 。 前进分析(肖汝诚,1993;陈务军,1998 ;Reddy P,1999;mari AR, 2000)是在确定了合理成桥状态和斜 拉桥施工方案的基础上进行的,通过正装计算确定合理施工状态。采用与斜拉桥施工相同的顺序,指定新安装 节段的安装标高(折线拼装) ,模拟整个施工过程,依次计算各施工阶段结构的施工内力和位移。拉索安装有两 种方式:一种是指定索力或索力的某个分量(控制索力) ;另一种是指定拉索安装引起的某点的位移大小或需要 达到的坐标(控制位移) 。 前进施工的安装索力和各节段的安装标高可由倒退分析得到,只要最终得到的成桥状态与预先确定的合理 成桥状态偏离不大,且各个施工过程结构满足要求,受力合理,则可将它最为设计成桥状态。 在前进分析中,能较好地考虑一些与桥梁结构形成历程有关的影响因素,如混凝土收缩、徐变问题。 3.2 倒退分析 (葛耀君,1986;杜国华,1989;陈德伟,1990;马健中,1990;范立础,1992;秦顺全,1992;肖汝 诚,1993;杨炳成,1998)倒退分析的基本思想是:以成桥合理状态作为初始状态,按照施工步骤的逆过程, 一步一步对结构进行倒拆,分析每次卸除一个施工阶段对剩余结构的影响,从而算得各施工阶段的合理状态, 确定各施工状态的控制参数(标高和索力以及控制截面应力) 。 只要保证拆除时的几何形状的控制,在拆除部分内所有内力为零,倒退分析就是真实的。 表面上看,结构据此按正装顺序施工完毕时,斜拉桥的恒载内力和线型便可达到预定的理想状态。但实际 上,由倒拆法确定合理施工状态,一般会遇到结构状态不闭合的麻烦,即按倒拆结果进行正装,将偏离成桥合 理设计状态。 3.3 状态比较法 前进或倒退分析需要逐阶段计算,不能直接计算某阶段的状态,误差可能积累。已知斜拉桥的理想成桥状 态,求施工中的任一状态。这是否一定要一步步前进或退回至该状态呢?完全不必。 (沈为平,1996)只要将最 终的成桥状态与已完成的部分作比较,将多出的单元及载荷一次性拆除,同时正向加上施工中的临时载荷,就 可以直接确定这一状态,而无需记录各中间状态。 3.4 正装迭代法 实际上内力和位移不可能一次满足要求, 可采用正装迭代法进行大循环计算 (秦顺全, 1992; 肖汝诚, 1993; 颜东煌,1999;Cruz,1999;梁志广,2000)(颜东煌,1999)提出的正装迭代法运用影响矩阵,根据最小 。 二乘法原理调整各施工状态的张拉索力和立模标高。正装迭代法的基本思路为:先假定一个安装索力,且节点 安装坐标假定为成桥设计标高,进行一次正装计算,得到一个成桥状态。将该成桥状态与事先定好的合理成桥 状态进行比较,求出差值。利用索力影响矩阵,根据最小二乘法原理,通过使两个成桥状态的控制量差值最小 来计算安装索力的调整量,得到新的安装索力;坐标的差值通过节点安装坐标调整。再进行新的一轮正装计算, 直至收敛为止。该方法只需作正装计算,且将不闭合原因造成的影响通过最小二乘法原理减小到最低限度。 该迭代能很快收敛,且位移比内力收敛快。
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3.5 前进一倒退迭代法 前进一倒退迭代法它可有效地解决除分析状态不闭合以外的结构状态不闭合问题。 正装一倒拆迭代法的主要内容有: (1)合理处理索垂度引起的非线性效应。采用表观模量法计入垂度效应。第一轮计算斜拉索的弹性模量用 阶 段的索力对索弹性模量进行 Ernst 公式修正后作为第 阶段的模量,以后各轮迭代,利用上一轮相应阶段索力, 用于本阶段 Ernst 公式修正计算中。 (2)徐变迭代计算 混凝土徐变与结构形成过程中构件应力历史有关,一般情况下,倒拆分析在理论上无法计算徐变。但在正装— 倒拆迭代计算中,第一轮分析可不计徐变收缩,然后以第一轮正装计算记录的应力历史作为第二轮倒拆分析时 徐变收缩计算的依据,逐阶段计入它们的影响,如此反复直至收敛。 3.6 无应力状态 以上介绍的前进分析、倒退分析、正装迭代和前进-倒退分析方法都具有一个严重弱点:斜拉桥架设各阶 段的控制参数与施工密切相关,施工中若遇施工方案有较大的改变、施工荷载有较大的变化或温度与设计平均 气温不符,则需重新进行计算。这对实际应用十分不利,例如,如果改变吊机重量,为了达到相同的成桥状态, 则需要重新计算拉索初始张拉力和安装标高。气温的影响尤其复杂。另外,它还需要逐阶段前进或倒退计算, 不能直接计算某阶段的状态,误差可能积累。 索力并不是一个内在变量 (intrinsic characterization) 单元无应力尺寸才是内在变量, 。 它是一个相对稳定, 比较独立的量,施工方案、施工荷载无关。根据单元无应力尺寸才能建立斜拉桥施工阶段与成桥状态之间的联 系。 (秦顺全,1992)无应力状态控制法的基本思想是:在线性状态下对一座已建斜拉桥进行解体,只要各单 元无应力构形不变,则无论按什么程序恢复,还原后的结构内力和线型将与原结构一致。 (钟万勰,1992)提出的“斜拉索不变形预张力”其实就是计算斜拉索的无应力长度。武汉长江二桥采用无 应力状态方法实现桥面安装。 新拼装单元的节点坐标由单元的无应力构形及新旧单元的连接情况确定,相当于切线拼装。它可以模拟采用螺 栓连接的钢梁拼装。 提取整体弹性变形(包括拉压、弯曲、扭转变形) ,可以确定单元预制尺寸。“预制形状”作为附加荷载施加 给结构(遵循指定位移规则和描述节段截面间连接的附加约束) ,正确模拟施工阶段内力的分配以及保证最终结 构位于正确的位置。 由单元无应力预制形状用来完全代表施工阶段和成桥阶段的内力、位移状态,与施工方案、施工荷载无关, 这是无应力状态法的巨大优点。无应力状态法另一个优点是,如果所有拉索均为一次张拉,则可以根据单元无 应力尺寸直接计算任何一个阶段结构的内力和位移,而无需进行各阶段效应累加。 这样看来,无应力状态法似乎是完美的。精确计算出各单元无应力尺寸后,剩余的工作只是“搭积木”。但 从以下的分析表明,无应力状态法对误差很敏感,实际适用时要慎重。 (Marchetti M,1999)经验表明,拉索制作精度大约为±10 mm/100 m,相对误差约 10-4。这个精度看 起来是非常高的。然而,斜拉索的永久应变范围约为 2.5×103~3.5×103。因此,100 m 的拉索的弹性伸长约为 0.3 m。所以,用无应力索长控制索力的精度≤0.01/0.3=3.3%。以上没有考虑锚固点坐标误差。对现浇的混凝 土斜拉桥,这个误差也将达到厘米级。所以,可以得出以下结论:对短索用无应力索长控制张拉要慎重;对长 索,由于索长改变绝大部分由垂度变化引起,只要计算精确,用无应力索长控制张拉的精度很高。 (对南京长江二桥, 最长索下料长度 335.911 m, 其中, 垂度 2.518 m, 弹性伸长 0.742 m, 垂度修正 0.046 m。 ) (Paik,2001)韩国 SeoHae 桥是主跨 470 m 的双塔双索面叠合梁斜拉桥,采用索长控制为主,索力控制 为辅。 由于最终构形对索长非常敏感,为了理论考虑拉索锚固点与现场锚固点之间的差别(difference between the locations of the as-built and theoretical cable work points) 计算得到的无应力长度必须调整。 , 为了建立 as-built work point locations,在工厂仔细检查预制主梁和拉索之间的连接以及主塔内拉索锚固点。根据这些实测数据, 拉索安装前作出索长修正。这种方法应用于美国 William H. Harsha 桥和 William Natcher 桥(Felber A,2001) 。
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另外还需要考虑的一点是,无应力状态法对计算参数变化是否敏感,即系统的鲁棒性如何。这一点至关重 要,至今未见有文献论述。 看了上面的贴子,大开眼界.问题是这几种算法如何用程序实现.用 ansys 的生死单元可实现否? ADINA 应该可以,你们也可以去 ASCE 的网站去查查,有需要的文章告诉我,我帮大家弄来. 二十七、 〖讨论〗abaqus 中断裂参量的计算 1、畸变网格怎么划分? 我目前采用的是 icem 划分网格的方法,在 abaqus cae 中如何实现不知道,直接修改 inp 文件肯定可以,但是 inp 文件修改真的是觉得比较麻烦。2、断裂参量如果计算? KI 和 J 怎么计算?cae 中有办法实现? Blast:你 怎么弄的? 首先你必须有 abaqus65 在 65 版前,abaqus 的 CAE 不支持断裂特性计算装好后在的定义接触、连接的那部分模块可以定义裂纹前缘、 或者体内部的隐含裂纹进入后,直接在菜单里面可以找到 crack 子菜单,定义奇异单元、隐含裂纹都在那里 这样 mesh 完后,会得到奇异单元,但是要注意,裂尖要用三角形或三棱柱的单元,这样系统才会智能的给你 产生所需奇异单元定义好裂纹轮廓后进入 step 设定那里直接定义历史的输出,可以找到定义 J\K\T\G 的选项。 这样定义后就行了注意塑性材料不能定义 K 什么的,弹性材料不能定义 J 二十八、 〖讨论〗关于空隙介质的地应力平衡问题 在 STANDARD 手册中,提到考虑水时的地应力平衡时,土的密度为 DRY density,干密度可是不同于浮容重换算 得到的“浮密度”呀!不知道大家怎么理解?另外,定义渗透性时,需要定义水的 specific weight,是比重还是水 的容重/不太明白,敬请指点! 总应力当然是由干密度和水的重量来平衡 (主要用来考虑非饱和区的平衡) 这样描述比较方便. , specific weight 是水的容重,密度乘以重力加速度. specific weight 是水的比重,当用 kg 时,值为 10。无论计算地下水位上、下时,采用 gravity 加重力荷载时, 密度为干密度,由于考虑 initial condition=pore pressure,程序算得 gestatic 步中应力皆为有效应力。具体可参 见手册 迷糊了,究竟哪一位大哥说得正确?关于 specofic weight!比重是指物质的重量与同体积的纯水在 4℃时的重量 之比。液体比重是指相同体积的液体重量与水的重量之 比,那究竟是 1 还是 10?另外,我们一般在土工分析 中,计算有效应力,可都是采用浮容重呀,没有听说用干容重 建议你看一下帮助文档,给你提个醒,abaqus 中采用拉应力为正的规定在多孔介质分析中仍然适用.如果再不 明白随便找个土力学.肯定能搞明白其中一些基本概念.明白了再做,不误事. 二十九〖讨论〗接触面应力异常的原因是什么 我在计算接触的时候发现,接触面上总是出现应力异常的情况,比如某个单元的应力很大,和周围单元的应力值不 连续,出现断层,而实际上是不会这样的.如图所示.请问大侠这是什么原因造成的?如何避免这种情况? 问题已解决.该面(从面)网格加密后,求解的结果就比较满意了. 此主题相关图片如下:

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三十、 〖讨论〗如果处理构造地应力场 如果地应力场是自重应力场+构造应力场,应如何处理? 是否可以将材料的强度放大(目的是在施加重力和边界应力条件时不发生塑性变形) ,使用 geostatic 求解,然 后将节点应力读出,作为 ini 应力条件再导回原模型。这种方法的关键是确定好 K0 和构造应力边界条件。

三十一、 〖讨论〗如何实现应力驱动的本构关系?
由于现有的有限元程序一般均基于位移法(或混合法) ,导致整体非线性方程组的一般均针对位移求解(或包括 位移变量) ,于是单元层次的应力-应变关系一般都是应变驱动 应变驱动的,这也是 UMAT@ABAQUS 或其他自定义本构 应变驱动 关系接口一般均是给出应变和应变增量,而要求在接口中更新应力的原因所在。实际上,材料的本构行为往往 与荷载相关,如材料的各向异性往往由荷载历史决定,即本构关系 ε=C(σ):σ 中的柔度矩阵 C 是当前应力 σ 的 函数,这就导致一个问题:如何实现此类应力驱动 应力驱动的本构关系,尤其是涉及到应变软化段?迭代法可能是一个 应力驱动 办法,但总应变 ε 中除了包括弹性应变、塑性应变外,往往还包括微裂缝引起的损伤应变,如何区分开来似乎 还存在一定问题。 自编程序虽然可以在单元层次实现一些简单的问题,但应用到结构的非线性分析似乎还 是会存在问题,因为基于位移法的有限元不是提供应力增量来求解应变的。望各位就此问题提出自己的意见, 谢谢! ! 我觉得可以结合 uel 呀, 就是杂交元或者混合元等等,变量是应力,是不是可以实现 UMAT◎ABAQUS 接口传 递应力增量,而不是应变增量? 就像经典塑性力学的屈服函数是应力的函数,但可以通过 returning-mapping 算法来转化为应变驱动算法一样, 看来可能还得从算法上来找解决办法。 在清华 BBS 上看到有人讨论--全局积分与局部积分/隐式积分与显式积 分,还有人说陈惠发的 m 叠代就是显式积分(在朱伯芳的书上也讲了) ,但那个好像不是本构积分把,而是过 渡单元的处理,请斑竹能不吝赐教!另,三维的本构可以用在平面应变以及轴对称问题吗?(平面应力肯定不 行)就是我的 NDI,NSHR 尽管可能由主程序传过来,但是我的计算应力更新时全部照着 6×6 来写? SMTH 上不了,不知道那个 m 叠代是个什么咚咚? 是 Chen 1994 年那本书第二卷上的 “塑性状态的确定”一
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节么?如果是,感觉那个什么比例因子 r 的求解好像还是要用迭代法来搞定阿? 我的理解是,首先你要知道分 析的问题 NDI,NSHR 和 NTENS 的值,然后根据相应的值来编写 UMAT,所以很多例子中都有一句判断: IF (NDI.NE.3) THEN WRITE(6,1) 1 FORMAT(//,30X,'***ERROR - THIS UMAT MAY ONLY BE USED FOR ', 1 'ELEMENTS WITH THREE DIRECT STRESS COMPONENTS') ENDIF 如果能统一,应该就可以去掉判断了,这取决于你的本构模型和相应的算法. 第一个问题就是 1994 的那本《塑性与建模》的“加载状态的确定》 ,照斑竹这么说那个 r 的确定是隐式本构积分 算法了?那么大牛 Tedbelyscle 的那本非线性有限元书上的算法也是隐式算法?而且他的算法就是应力驱动算 法? 第二个问题,不知道版主的本构是三维的,还是二维的? ABAQUS 对于平面应变和轴对称的处理,好像不是一般有限元书上讲的,对于平面应变,ABAQUS 还是按照 3 个正应力 1 个剪应力来做的,当然轴对称是 4 个应力分量(不过 z 方向变成了 2 方向,而不是三维问题中的 3 方向) 个人认为对于轴对称不需作特殊处理, , 只需记住 2 方向的不同即可; 但是平面应变问题, 按照 ABAQUS , 3 方向是 z 方向,在这个方向上应变始终为 0,那么在 umat 中怎么应力更新,得到非 0 的应力?在一般有限元 书上,E,V 都要作一下转换的(对于平面应变) ,在 ABAQUS 中应该不用吧,就拿线弹性本构来讲!欢迎指教! 斑竹说得那个判断,应该是去掉了平面应力问题!对于她,ABAQUS 中才是 2 个正应力 1 个剪应力,不知道对 否?在 STANDARD 4.2 OUTPUT VARIABLE 中竟然有这样一段 SPn Minimum, intermediate, and maximum principal stresses (SP1 <SP2 < SP3)..dat: yes .fil: no .odb Field: no .odb History: yes (SP1 <SP2 < SP3).ABAQUS 写错了吧?应该不是 ABAQUS 默认的吧/呵呵,把斑竹当成救 世主了 又仔细的看了看 r 的求解,觉得似乎应该是显式算法,因为 r 的方程并不含有任何 n+1 步的未知量,尽管是非 线性方程得用迭代法求解。而隐式算法则是方程中含有任何 n+1 步的未知量,比如强加的塑性一致性条件 f(σn+1,kn+1)=0.应变驱动的意思是已知应变增量 ?ε,更新 n+1 步的应力 σ;而应力驱动的意思则是是已知应变增 量 ?σ,更新 n+1 步的应变 ε. 我只做过平面应力和三维情况下的,没作过轴对称和平面应变情况. 平面应力下 NDI=2, NSHR=1, NTENS=3. 平面应变下 NDI=3, NSHR=1, NTENS=4. σz 不是独立的,可以通过 σz=v(σx+σy)来确定(不敢肯定) 我知道的 elasoplastic 本构都是 ε=Dσ,D(σ)是刚度矩阵。当然,你可以倒过来写成 σ=Cε。不明白你说的什么 应力驱动,应变驱动是什么意思。至于应变软化,实现的方法很多,关键是如何确定是软化还是卸载。 终于明白隐式算法的精要了,多谢斑竹! BTW:斑竹,在调试子程序时,有没有方便的方法?通过往。DAT 写 入一些变量,总觉得不方便?好像以前看到过,你与 CAFE 斑竹的讨论,但是着不找了!对于应变软化,确实 容易与卸载相混合,实现应力驱动应该是不错方法,是不是还有其他好的方法?欢迎大家讨论

这个问题有点意思。我还真不懂什么叫“应力驱动的本构关系”。本来,对于一个函数而言,把那个作为自变量, 那个作为应变量,好像是人为的。但实际情况恐怕要复杂得多。一般而言,材料的应力--应变关系不是一个简 单函数,通常是分段函数,如果用应变作为自变量会带来很多方便,如理想的弹塑性材料,在屈服前是:应力 =弹性系数*应变,屈服后:应力=常数。这种关系显然不能用应力来作为自变量。再拿具有应变软化的问题来 分析,我不明白为什么就不能用应变作为自变量呢?假定一个简单的具有应变软化的材料本构关系可以分为二 段函数:屈服前,应力随应变的增加而增加,屈服后,应力随应变的增加而减少。如果用应力作为自变量,就 会带来一个问题,对应某个应力值,会有两个应变值(屈服前和屈服后),这对求解问题很不方便。而用应变做 为自变量就很方便,因为对应屈服应力点有一个唯一的屈服应变值,用这个屈服应变值来判断材料是否屈服不 是很方便吗? 另外,我对“本构关系 ε=C(σ):σ 中的柔度矩阵 C 是当前应力 σ 的函数”的说法也不敢苟同,C 不 管是刚度矩阵还是柔度矩阵,它都应该是材料常数,它与应力的关系只是分段关系,也就是在不同的应力范围
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内取不同的常数(如屈服前和屈服后)。如果不是常数,那能用有限元来搞定吗?如上所述,对于这种本构关系, 用应变作为自变量仍然是很方便的。对于一个复杂的本构关析,如果用应力作为自变量,那么,对应某个应力 值,会有多个应变量,很不方便。以上只是我的一点随想,我的那点力学知识可能早就落伍了,还望牛人们不 吝赐教。 Ron 老哥,对于一般的非线性而言(如混凝土材料) ,柔度矩阵当然不会是常数,而所谓的分段线性显然只是其 中的一种。你说的没错,采用应力作为自变量的本构关系的确存在着是否单值问题,但没有办法的时候,可以 通过判断应变的取值范围来判断该取哪个值。更为麻烦的是,有时候似乎只能应力驱动,即已知已知应变增量 ?σ 而更新 n+1 步的应变 ε,比如,一个弹性体中的裂缝引起的位移增加量 εcr 就是只能根据当前的应力来获取, 即 εcr=Ccr:σ 中的 Ccr 是 σ 的函数,于是:ε=εe+εcr=(C0+Ccr):σ=C(σ):σ C(σ)也会是 σ 的函数。所以会比较麻烦 ,如果能有办法转化为应变驱动就好了。

三十二、原创〗关于在 Abaqus6.41 中显示混凝土裂缝 [精华]
以前只用 ansys,听说 adina 算混凝土比较准,决定改学 adina,刚搜集了一些资料,又听说 Abaqus 更好,就 把 adina 先放一边。装上 6.41,熬了三个通宵看完了 Getting started(不错不错,help 比 ansys 的有水准多了), 做了两个例子,用的是 smear crack model,发现死活找不到显示裂缝的选项(这个后处理有点偷工减料)。问了 很多人都说不行。看到剑桥那个 faq 上说可以用 patran 作后处理,立马当了一个。 1、装 abaqus,大概 1G。照 crack 目录中的说明即可。 (patran、abaqus 和 ansys 的 license 都用 flexlm 管理, 安装软件时眼花装错了 license 改错了都没关系,不需要卸载,更不需要格硬盘 下即可) 。 添加 msc.exe 的路径。设好环境变量,重启,即可用。 3、在 abaqus 的 inp 文件比如 rc.inp 中要加上 *EL FILE CRACK, 即为往 rc.fil 文件中写 crack 数据。 Abaqus command——>"abaqus job=rc"。 4、启动 patran(巨慢,每次打开对话框点 ok 之后要死 15 秒,是不是没装对?) (菜单)file——>new,"1.db",ok。工具栏出来了。 (菜单)preference——>analysis,(看右边),"analysis code"选"ABAQUS",OK。 (工具栏)analysis, (看右边) "Action:"选"read results", , "Object:"选"Both", "Method: "选"Translate", "Select result file...","rc.fil",OK,"Apply"。模型倒进来了。 ( 工 具 栏 )result,( 可 以 看 到 两 个 框 框 , 在 上 面 那 个 框 选 中 某 个 子 步 , 下 面 那 个 框 选 中 "Crack orientation,??_component"),"Apply"。可看到裂缝云图。 是不是我遗漏了什么?其实有更简单的方法?听说有个叫 hyperview 的也能用于 Abaqus 后处理?我是新兵, 请高手指教! 我也用 Concrete smeared model 计算混凝土开裂问题,知道 abaqus 不能显示裂缝。前处理的欠缺是 abqus 的 最大缺陷。请问 pjwseu 老师,我现在也在做有关混凝土的非线性分析,用的是 smear crack model。但每次计 算时都中途退出,列出的原因是:负特征值太多,plasiticity/creep 的算法不收敛。我不知道怎么样改,还请介 绍一下在 property 模块中 smear crack model 的对话框中的混凝土的材料特性的填写要注意些什么?还有单元 的选择以及初始荷载步的设置等。谢谢了。 这种裂缝显示方法也只能凑乎着看看,定性了解一下计算结果。 想合理显示裂缝表征的话还是针对自己的问 题写点小程序吧,许多绘图软件是支持二次开发的。 pjwseu 楼主,我做的裂缝是先用 *INITIAL CONDITIONS, TYPE=CONTACT RIGTSURF,rightrock,BOLT1 粘在一起,
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,在 flexlm 中重新设一

2、装 patran2003,软件加文档大约需要 1.5G。照 crack 目录中的做法,另外注意 license.dat 的第二行最后要

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定义初始应力状态 *INITIAL CONDITIONS,TYPE=STRESS,GEOSTATIC rock,0,0, -1.909E6,-86.2,0.5 然后在 STEP1 中施加荷载, (重力) 在 STEP2 中,用 DEBOND 想裂开, 可是计算结果中显示,DEBOND 不起作用 怎么也分不开, 我定义 FRACTURE 准则,应力很小为 0,是想 让计算在第 2 步开始就分开,然后施加荷载 下面是我的定义: *DEBOND,SLAVE=RIGTSURF,MASTER=rightrock, TIME INCREMENT=.0000001,FREQUENCY=2,OUTPUT=BOTH 0.0 , 1.0 0.0000001, 0.0 *FRACTURE CRITERION,TYPE=CRITICAL STRESS,TOLERANCE=0.001, DISTANCE=0.1,SYMMETRY 0,0 我的问题出在哪里拉? 三十三、 〖原创+转贴〗ABAQUS 和 DIANA 关于混凝土本构模型的讨论(待续) 最近正在做一些钢筋混凝土的算例,有了些体会和感想,整好 Simwe 上有朋友提起,遂写出来与大家探讨.不对之 处,还望请熟悉 DIANA 不要见笑并多多指教,谢谢 因 Simwe 好像最近只有注册后方能浏览???故在此贴出. zftj wrote: 由于钢筋的存在,通常混凝土开裂后,刚度不会马上失去,有一个软化的过程,通常国内叫拉伸强化(tension stiffening)。ABAQUS 中有两个办法模拟这个过程,一是基于应变的,一个是基于位移的。 基于应变的例子如下: *Tension Stiffening 1., 0. 0., 0.002 其中数字意义可见 keyword manual,有一点值得注意是,如何确定应变多少时候,强度完全丧失。个人觉得一 个原则是,这个应变至少要小于混凝土中 rebar 的屈服应变,否则就不现实了(ASCE Structural Engineering 上 一篇文章竟然把这个值设成 0.1)。值得注意的是,这个值设小的话,分析很难收敛。基于位移的方法,实际 上是一个断裂释放的能量的概念。在 abaqus 中只有线性软化的模型。在 diana 中软化模型就多了,好几种。通 过释放能量的值,很容易算出 critical length。用这个 critical length 去除单元的特征长度,就可以得到 critical strain 了 。 但 是 如 果 确 定 这 个 能 量 ? ABAQUS 中 只 给 了 个 通 常 的 值 。 在 DIANA manual (http://eng.snu.ac.kr/down/on-line-documents/diana/) Material library 中的 17.2.8 Basic Material Parameters via Code Regulations 介绍了欧洲规范提供的计算断裂释放能量的方法,值得参考。 最近我也在研究这个问题.实际上,*Tension Stiffening 对于素混凝土结构也是存在的,只是其影响不如钢筋混凝 土结构这麽大和这麽明显.通过对 Data Line 插值,ABAQUS 实际上可以引入任何形式的 Tension Stiffening.正如 你所说,在 Diana 中,critical strain 的确定与抗拉断裂能 Gf 有关.然而,Gf 如何获得是个问题,钢筋混凝土和混凝土 的 Gf 是不一样的,而且,一旦确定了抗拉断裂能 Gf,在 ABAQUS 中同样可以确定 critical strain 的大小,其方法和 DIANA 中是完全一致的.事实上,这种方法都源于 Hillerberg 1976 年那篇著名的文章,Crisfield 也对此问题进行了 详细的研究.在 ABAQUS 中提供了三种混凝土本构模型, 其中 Smeared crack model 能够同时模拟混凝土受拉和 受压控制的混凝土结构, 而 Cracking model 则不考虑混凝土的受压非线性, damaged plasticity 的用途较广,但参
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数较多. Diana 中提供的混凝土本构模型相对较多,毕竟这是它的看家本领.它的 Multi-directional fixed crack 和 ABAQUS 中的 Smeared crack model 和 Cracking model 基本类似,只是在受拉方面提供了更多的 Tension Stiffening 选项,同样,在受压方面,则提供了不考虑非线性,理想屈服,Von-Mises 塑性,Mohr-Column 塑性和 Drucker-Prager 塑性等,而 ABAQUS 的 Smeared crack model 则只提供了 Mohr-Column 塑性,但是众所周知,对于 混凝土受压而言,一般也只适合采用 Mohr-Column 塑性(Drucker-Prager 是 Mohr-Column 的光滑近似),因此,在此 模型上,二者基本上是等同的,当然,可能 Diana 的收敛性可能会稍好一些,目前还在继续考察中. 另外,Diana 中还提供了所谓的 Total strain based crack model,包括 Rotating,Fixed, Nonorthgoner 等,这些实际 上都是所谓的非线性弹性模型,目前似乎还无法像 ABAQUS 中的 damaged plasticity 哪样能够考虑卸载以后的不 可恢复变形, 尤其是 Rotating 模型实际上就是加拿大多伦多大学的 Vecchio 提出的 MCFT 模型,我曾对此模型做 过相当长一段时间的关注.总体来说,DIANA 中的混凝土模型选项较多,而 ABAQUS 中的混凝土模型则比较注重其 适用性.我曾经计算过一个钢筋混凝土简支梁的算例,在同样的参数取值下,二者的计算结果是非常接近的.然而, 除了采用 Total strain based crack model 的模型由于不涉及到塑性求解其收敛性是可以保证的,似乎 DIANA 中 Smeared crack model 的数值收敛性较 ABAQUS 稍好,ABAQUS 计算经常会出现所谓的 Plasticity/Creep 算法不收 敛的警告导致计算不收敛,其具体原因是由于参数取值不合理还是算法的问题,目前还需要进一步确认.另外,二 者都可通过 User Subroutine 对混凝土的本构模型进行方便的扩充,其过程也是类似的,似乎只是变量名称不同而 已?? 三十四、ABAQUS 中的初始地应力能否从外部文件输入[续]
我看 ABAQUS 的帮助里,初始地应力好像是通过给定两点的高程,及相应的 z 方向应力值、水平方向应力系数来计算单元 集的初始地应力,这样对于地面不是水平的怎么办?能不能通过外部文件给单元赋初始地应力 可以试着*initial conditions,type=stress(即不用 geostatic 参数)每个单元所有的应力分量值。不过我们以前处理地面非水 平的时候都是先用有限元计算一次 ABAQUS 应 力 是 各 GAUSS 点 的 , 如 何 得 到 各 结 点 的 应 力 值 ? 可能用插值的方法得到吧?参考一下手册。 后处理有输出结点应力应变,仔细看一下就找到了 三十五、ABAQUS 中加钢筋的问题 我想在一个槽型的混凝土截面梁中加入钢筋。 在关于定义 rebar 的帮助中讲 solid 的构件中可以加入单根的钢筋, 要用到 rebar option,但这个 rebar option 我不知道在哪里能找到。哪位高手指点一下吧。或者怎样用其它的方法加单根的钢筋? 呵呵,你可以使用 truss 单元定义一根钢筋,然后使用 embedded element 放入 solid 单元中 The preferred method for defining rebar in solids is to embed reinforced surface or membrane elements in “host” solid elements using the *EMBEDDED ELEMENT option. This section describes an alternative method of defining rebar in shell, membrane, and continuum elements as an element property using the *REBAR option. This method is more cumbersome than the method described in “Defining reinforcement,” Section 2.2.3, and does not allow visualization of the rebar and rebar results in ABAQUS /CAE。 这是用户手册的建议做法, 也说要用 embed, 我想定义成 truss 可能会简单一些, 你平时都是这样作的吗?这个方法很有效, 不知精度如何。我马上试一下。谢谢了!

三十六、讨论:岩土中锚杆的做法
有几天没上来了。这些天一直在尝试做岩土中的锚杆,包括系统锚杆和预应力锚杆。系统锚杆还好说,可直接在模型里用杆 单元做,而且 embedded 就行。而且本人感觉结果还差强人意。可预应力就不好做了,我试过也用杆单元,然后在一端(自 由端)加预应力,但这样得出的结果总不令人满意。希望大家能互相讨论一下。 是否要利用接触方法来解决预应力锚杆与周围土体的作用 我觉得用摩擦接触可以吧。我准备用 abaqus 模拟土钉边坡,跟这个类似,不过模型还没建好,刚开始,过来学习一下! 三十七、怎样对一个 PART 的不同部分赋予材料属性? 最近搞细观应力分析,突然发现一个问题: 我在 PART 里建了一个二维的正方形,并将其 PARTITION 成两个相等的部分,那么怎样将这两个部分赋予不同的弹性模量 和泊松比。请高人回答! ! 建立两个材料属性和相应的截面属性不行么? - 34 -

论坛汇总第一部分 建立 SET 应该可以! 对两个部分建立两个 set,分别赋予不同的材料属性,小弟试过,可以 对于 tolly8210 的问题,如果你的几何体是在 cae 中建立的,言外之意就是你的 mesh 是 abaqus 的 native mesh 的话,那么 就不能直接选取单元建立 set,你只好 partition 出你要看的内部的那部分。或者将你的 mesh 变成 orphan mesh,具体做法 就是在 mesh module 中生成 meshed part,这样通过 display group 功能你就可以选择内部的单元了。这里同时也请大家注 意这几个词在 abaqus 中的含义:meshed part, orphan mesh, native part,具体查证请大家在 cae manual 中搜索以上关键 词。分清楚这些的意义在于 abaqus 对 native part 和 orphan mesh 的处理是不同的。 IMPORT 你的.INP 文件 AAA.INP 后,用 DISPLAY 的功能显示你所关心的部分,定义 SET,导出.INP,生成 BBB.INP 将定义 的 SET 拷到 AAA.INP 中。 用 parition 就可以实现的在 cae 里面就可以实现的我做过这个的 偶的做法是, 建好模型后, (可以不赋予材料)导出.INP 文件,再用 IMPORT->MODEL 的办法,引入后,将不同材料的单元设置成不同的 SET,再将.INP 文件导出来,手动修改.INP,对其赋予不同的材料。实践表明,很有效。可能过程有点麻烦,但用此法偶已 成功解决建立无界元的问题。 三十八、关于 CAE 建模的 3 个问题: [精华] 1. 是不是有一些功能 CAE 真的实现不了,只能在 input 里更改?例如接触分析里的*clearance; smooth. 2. 我想计算一条完整的柱的荷载-变形曲线,想前面加荷载,下降段加位移,是否一定要在加荷载迭代不过去的时候被迫中 断后,再 restart 一下,用很小的位移步继续分析?——怎样有效地计算承载力? 3.可否建立节点的 set?为什么 set 的时候直接默认了是 geometry,以至于我无法选上节点,建立节点集合?? 请多多指教! 一点浅见:

cae 确实只能实现有限的功能,这些功能限制可以在手册里查到 (表格形式给出) 。载荷可以以力或者位移方式给出, step 在 里根据计算过程一步步加载。位移加载节约资源,比较容易收敛。承载力可以用求"reaction force"的方法, 在 output requirement 里选上这个选项即可,reaction force 可能以 node force 给出,只需要将某个面上所有节点反力加起来,就是 该面的反作用力。abaqus/cae 里的后处理,可以实现将你所想要的 node set 任意编辑选出,组成显示。这时候,如果你想 将挑选出的 node set 编组,到 input 文件里添上一句指令,node set, followed with 相应的 nodes 编号就可以了。 “cae 确实只能实现有限的功能, 这些功能限制可以在手册里查到 (表格形式给出) ”找了好久没找到, 。 能告知具体位置么? 检索词也成! ! Abaqus/cae user's manual (electronic file) " A: keyword support" 求教各位大侠,用 CAE 如何实现梁对板的偏移来模拟那种带加劲肋的板?同样的问题,用 REBAR 可以实现么?还有,要施 加预应力,ABAQUS 如何实现的?总之,两个问题“如何较简单的描述带加劲肋的板?”"如何施加预应力?“恳请诸位大侠拔 刀相助!!小弟先行谢过 ! 三十九、混凝土材料特性

本人最近在做有关混凝土的非线性分析,但不知道混凝土材料特性在 ABAQUS6.4 版的 CAE 中如何输入?如有 哪位高人知道,还望告知,最好能给我一个这方面的例子。不甚感激。 学 abaqus 最好脱离 CAE.中肯的建议.具体混凝土在 CAE 里如何设定,没试过,但应该可以的. ABAQUS 提供了三种混凝土材料本构模型,详细见 ABAQUS Analysis User's Manual 11.5 Concrete 相关描述, CAE 中均可直接操作。至于和钢筋一起建模,在 CAE 中使用要用 Embeded Elements(ABAQUS Analysis User's Manual 20.4 Embedded elements“Embedded elements,” Section 20.4.1). Example Manual 和 Benchmark Manual 中有相关例题,自己看吧.在 INP 中则参考*Rebar 和*Rebar Layer 四十、两个 part 之间的粘结
我正在做钢筋混凝土的分析,混凝土 part 划分为实体单元,钢筋 part 划分为 truss 单元(rebar 太麻烦了) ,通过 instance translate and rotate 把钢筋 part instance 放在混凝土 part instance 里,可是 mesh 后为什么钢筋和混凝土没有接到一起, 或者还需要什么操作把它们接在一起?印象中其他有限元软件如 ansys、adina 等只需要两个节点坐标一样就可以了?或者 两种不同类型单元的粘结需要其他操作?请指教,谢谢! - 35 -

论坛汇总第一部分 paty 之间需要进行 asembly 的操作吧 还要进行 INTERRACTION 部分的操作. 在 ASSEMBLY 中只是位置在一起, 两部分还是没有什么联系, 楼上的,在 Interaction 里面具体是怎么操作的呢?说具体的好不好啊? 用 INTERACTION 中 Embedded region 好像可以,可参考帮助文件。 四十一、使用 abaqus 进行三维地下厂房开挖模拟,有兴趣者请留言!

我正在使用 abaqus 进行三维地下厂房的开挖模拟,使用 joint merterial,drucker-prager 模型,模拟开挖以及 喷射混凝土变形,有兴趣者请留言 先谢谢了!使用 joint material 主要是模拟岩石材料的节理(由赤平投影定) ,使用 drucker-prager 模型进行弹 塑性分析,使用 model change 模型开挖和混凝土喷射!cafe 兄,changqing 兄对我建议向你请教:1、能否使 用 pre-tension 模拟预应力锚杆,对于 pre-tension 俺不熟悉,你能否举个简单例子?2、对于断层的模拟有什 么较好的方法?谢谢! 使用 pre-tension 可以模拟预应力锚杆,你可以参考 Examples 中的 manifold 这个例子。对于断层的模拟又有很 多模式。这要看你的具体要求,另外你是否考虑多条断裂,是否考虑地下水的耦合。这对计算设计有很大影响。个 人建议你最好先使用 M-C 准则算算看。 呵呵,谢谢 cafe 兄指点!需要模拟的断层不需要考虑水的作用,是一水平断层,没有其它小断层。断层中有方 解石脉充填,是否需要用接触来模拟?有什么更好的模拟?请 cafe 兄指点! 的断层可以使用 Interface 单元,方解石脉充填带如果不厚的话,可以引入弹簧垫或者直接导入 goodman 单元来模 拟,如果比较后,可以试试节理单元或者使用弱化材料模式。 总之,你这个问题的关键不在断层,在充填带的处理上, 你可以多做几个模式计算后看结果那个跟实验验证结果接近。 ABAQUS 中没有 goodman 单元,但是可以定制出来。 四十二、在 abaqus 中如何将几个 part merge 在一起?
在 abaqus 中如何将几个 part merge 在一起呢? part merge 是想做啥? assembly 里, creat instance, (instance 就象是 part 的照片)再把 instance 之间结合就可以得到你的 model 了。 将几个 part merge 在一起,是为了模拟一个体的不同部分具有不同的材料性质! 据我看,还要设成几个 part,然后在不同 part 之间运用*tie,*equation 等保证边界变形统一,不能象在 ansys 里那样有共同 边界就自然变形一致了! ! 四十三、[讨论]地下隧洞开挖及衬砌计算的一个小疑问 Abaqus Example 1.1.10 Stress-free element reactivation 是一个简单的开挖地下隧洞的例子,根据文中叙述: set NLGEOM=no(缺省)时, 开挖衬砌后衬砌单元内应力很小; set NLGEOM=yes 时,衬砌单元刚加上时有 kpa 级的应力;但是两种情况最后的计算结 果(完全释放开挖荷载)却相差不多!那么实际计算时 NLGEOM 参数应该如何设置呢? 另外,用 marc 的单元死活模拟开挖计算了一个实际工程的例子,岩石和混凝土均为弹性材料刚激活的衬砌单元中总是会出 现 10kpa 级的应力,虽然不影响结果,但是同样的模型用 abaqus 做,刚激活衬砌单元里的应力却很小很小,跟想象的实际 情况差不多吧实在想不通为什么会这样?请有经验的网友们帮我分析分析吧。 我想会不会是这样:你得衬砌单元是在开挖之后加上去得吗?若是,那当然应力很小了 用 ABAQUS 模拟应力释放,没做过,一般有限元程序这点很难处理好.不知 ABAQUS 可以通过应力释放模拟及时支护还是适时 支护,因为,没用过程,也不知是否可以直接加初始应力,若谁知,请讲 刚激活的衬砌单元中总是会出现 10kpa 级的应力,虽然不影响结果,但是同样的模型用 abaqus 做,刚激活衬砌单元里的应 力却很小很小,跟想象的实际情况差不多吧实在想不通为什么会这样?这个是对的,因为做试验也是很小,但是如果想取较 高的可靠度,那么就应该再继续增加材料的强度哦 四十四、abaqus 的接触问题 在一个接触问题中,.msg 给出一堆诸如以下的警告: ***warning:Contact surface assembly_surf-4 and assembly_surf-3 node number 1225 instance part-7-1 is overclosed by 0.33824 which is too severe--cutback will result.You may want to change the value of hcrit(0.33138) on the *contact pair option. - 36 -

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***warning:Convergence judged unlikely.Increment will be attempted again with a time increment of 6.25E-02.大家都知 道,接触问题往往会遇到这种情况。但这段话我不太理解,恳请大家解释一下。另外,hcrit 的值在哪里修改?我的 inp 里 *contact pair 中只设置了 ajust=0,并没有给出 hcrit=0.33138,而警告让我修改该值,这是怎么回事? 那是因为用的是默认值,你自己加上去就好了。 我在*contact pair option 里直接加上了 hcrit 的值,结果还是同样出错。我把 hcrit 的值改大,还是不行,再改大,也是不行。 这种情况下应该怎么办,总不能不断改 hcrit 的值吧,如果 hcrit 的值太大,即使收敛,结果估计也不对,应该怎么办呢? 请大虾指教。 说真的,我并不是非常了解情况。你可以去参考手册 analysis user's manual,我见里面有写,但是记不住。我碰到问题就 查,曾经碰到过增大一点就可以的情况。 我把模型简化了,减少了接触面,不收敛。改大 hcrit 值,收敛了,可后处理显示明显有穿透发生。到底该怎么办,望大虾 指点。 解决这个问题一方面需要把单元划分得更细些, 使得复杂表面网格划分后不至于变化太大; 另一方面需要修改允许的接触容 差,通常系统默认 hcrit 值为最小单元尺寸长度的一半,然而在求解过程中,由于有限元方法通常在单元边上是线性插值, 变形后单元边界仍需保持为直线,这很容易导致求解过程中超过设定的容差值,因此需要改写 hcrit 值。另外,做接触问题 用 explicit 就没有这么高的要求,你可以试试,当然是要以机时为代价的。 多谢大侠指点,确实很有收获。另外问一下,hcrit 的具体含义是什么?是否是允许穿透的距离? Hcrit 是每一个 increment 计算中允许的 salve node 的穿透距离,当一个 increment 中 salve node 的穿透距离大于或者等于 hcrit 值, abaqus 就选用更小的 increment 步长,此时得到较小的穿透距离,然后迭代计算。Hcrit 不是一般意义上的允许 穿透距离,因此增大 Hcrit 的值,只不过为了减小 increments,减少迭代而已。一般来说最后的穿透应该和网格的划分密度 有关,和 hcrit 关系不大吧,再有,由于用了一阶单元,单元边是直线,单元边穿透是必然的,只要 salve nodes 没有穿透, 说明模型没有问题的。因此,1 细画 salve surface 的单元网格,2,减小初始的 increment 步长。 完全同意,不过在进行这个方法前检验边界条件是否正确,接触对是否正常,因为有些时候结构根本就不再稳定,所以上述 2 种方法也不好用了。 也就是说 100 个 increments 和 10000 个 increments 最终算出的结果是一样的(都收敛的情况下)? 四十五、请教,关于连续配筋混凝土的建模 最近在做些 CRCP 的计算,其中遇到几个问题希望那位大侠给予指点 1.在 ABAQUS 中如何模拟 CRCP 的细微裂缝,其裂缝存在一定的抗剪切能力 2.我应用的是 CPE8 单元,看一些例子时,钢筋 直接以*REBAR 命令加入,而我建立了模型后可以算,但是有警告信息,说是要用*EMBEDED ELEMENT 命令,请问如何应 用*EMBEDED 命令在平面应变模型中加入加筋? 第二个问题,abaqus 只是给你一个建议而已,*rebar 的功能也可以用*embeded element 实现。请自己查看用户手册 四十六、讨论:锚杆在 abaqus 中如何实现 用 truss 单元。提供一篇文章参考 TiebackWallsinSandNumericalSimulationandDesign.pdf (302.99k) 对于锚杆,我最近尝试用 skin 来近似模拟,效果还凑合 我做土钉模拟听说 flac 模拟土更好些我看有把土钉用 bar 单元土钉和土间用摩擦做的说模拟的效果还可以但是处理连接和一 些参数得细心了 我刚看了,好像还是用 beam 单元做得,可是在三维里做模型还难做啊,beam 单元没法用 embedded element。 6.5 版本现在可以了 用 Beam 单元模拟锚杆不合理,最好用杆单元! 在三维有限元分析中,一般很难用某种单元模拟锚杆,更何况模拟的效果也不好,因此,还是寻求别的办法,若要模拟的好,必须 采用非连续法 烦请具体谈谈非连续法.的确,前面朋友提供的论文很有参考价值,而我仔细研究了这个实例,发现这种思想还是挺好的。 就是在加预应力的时候,我遇到了难题。不知作者是如何把预应力加上去的。 ABAQUS 中不同类型的单元无法在 CAE 中直接耦合在一起,不知道你是如果处理得,是否采用了其他的前处理工具来处理, 我现在也在做锚索和锚杆的问题,由于模型一直建立不起来,所以进行不下去了,希望能向你学习。 - 37 -

论坛汇总第一部分 你好,谈不上学习,最近因为忙着其他事,锚杆的模拟也就放在一边。我认为处理预应力锚杆在 inp 里应该是可以用杆单元 或弹簧单元来作,关键是加力得方式问题。目前,我还没找到捷径 我觉得你可以试试 REBAR 单元 rebar 单元我试过,我也问过北京那边的办事处专业人员,它可以模拟锚杆,但后处理中显示不好,只是等效形式,而没有 单个锚杆的应力或轴力图 用ABAQUS来模拟隧道开挖, 其模型好建吗?你是用什么来建的?我也是搞隧道开挖方面的, 我现在用ANSYS在做, 感觉里面提供的材料模型不太好!ABAQUS里的材料模型对模拟岩土类材料要好很多.

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论坛汇总第一部分 四十七、Abaqus\CAE 加载技巧

cae 确实只能实现有限的功能,这些功能限制可以在手册里查到(表格形式给出) 载荷可以以力或者位移方 。 式给出, step 里根据计算过程一步步加载。 在 位移加载节约资源, 比较容易收敛。 承载力可以用求"reaction force" 的方法, 在 output requirement 里选上这个选项即可,reaction force 可能以 node force 给出,只需要将某 个面上所有节点反力加起来, 就是该面的反作用力。 abaqus/cae 里的后处理, 可以实现将你所想要的 node set 任意编辑选出,组成显示。这时候,如果你想将挑选出的 node set 编组,到 input 文件里添上一句指令,node set, followed with 相应的 nodes 编号就可以了。 有些时候问题的物理性质决定只能采用力加载,比如两个主应力方向的力比例加载,在非线性情况下位移之间 不存在比例关系;在比如简支梁在几个集中力作用下的挠度非线性分析,此时可以通过 Riks 弧长法来处理 说到加力,顺便问一下斑竹,先张预应力和后张预应力怎样加以区别并模拟? 先张预应力: *INITIAL CONDITIONS, TYPE=STRESS, REBAR 注意要先进行一次预分析使之达到静力平衡先。后张预应力: 在进行静力预分析时加上*PRESTRESS HOLD 使得张拉预应力保持不变。 请问楼主,在包含摩擦接触对的问题中,你的方法有效吗?比如说研究被动桩,桩与土之间采用摩擦接触对,对 桩顶采用水平位移与竖向位移成比例加载方式,怎么得到水平承载力?桩必须是刚体吗?好像以前有人说过, 对于刚体有办法! 另外一个问题,我大部分用的预应力钢筋并不能用 rebar 来模拟。比如张膜结构的钢索。我一般用杆单元,加 *INITIAL CONDITIONS, TYPE=STRESS 这样前张和后张是否也可以区分? 没做过,*PRESTRESS HOLD 命令需要给定 rebar 的名称,因此,不用 rebar 参数可能 很难将先张后张区分,可能得想其他办法。

不过我的理解是,Rebar 其实也是杆单元,只是两端节点的坐标根据母体的坐标内插确定,而不需要单独建模, 因此,杆单元能模拟的,Rebar 应该也可以做吧,钢索可以通过定义材料*No Compression 来模拟的。 我也是不懂,想了好久也没有好的解决办法,上来集思广益一下。这里高人多。其实我个人觉得先张和后张预 应力除了钢筋应力前后变化的不同外,还在预应力的传递上有所不同。广义的预应力应用主要是后张的原理。 比如对如下钢索施加预应力,假定钢筋用杆单元模拟,先张就要保证杆单元(钢索)和块单元(混凝土板)的 结点重合以保证预应力的传递;后张的话(应该也是现实中实现的) ,用于传递预应力的锚具的模拟一直只让我 头疼,没有想到较好的、简单的方法实现,所以问问各位的高见。 此主题相关图片如下:

浙大 BBS:abaqus 分析技巧 : 采用 abaqus 的 cae 进行力学问题的分析,其对模型的处理存在很多的技巧,对 abaqus 的一些分析技巧进行一些概述,希 望对大家有所帮助 1.abaqus 的多图层绘图 abaqus 的 cae 默认一个视区仅仅绘出一个图形,譬如 contor 图,变形图,x-y 曲线图等,其实在 abaqus 里面存在一个类 似于 origin 里面的图层的概念, 对于每个当前视区里面的图形都可以建立一个图层, 并且可以将多个图层合并在一个图形里 面,称之为 Overlay Plot,譬如你可以在同一副图中,左边绘出 contor 图,右边绘出 x-y 图等等,并且在 abaqus 里面的操 作也是很简单的。 1.首先进入可视化模块,当然要先打开你的模型数据文件(。odb) - 39 -

论坛汇总第一部分 2.第一步要先创建好你的图形,譬如变形图等等 3.进入 view 里面的 overlay plot,点击 creat,创建一个图层,现在在 viewport layer 里出现了你创建的图层了 4.注意你创建的图层,可以看到在 visible 下面有个选择的标记,表示在视区里面你的图层是否可见,和 autocad 里面是一 样,取消则不可见 current 表示是否是当前图层,有些操作只能对当前图层操作有效,同 cad name 是你建立图层的名称, 其他的属性值和你的模型数据库及图形的类型有关,一般不能改动的。 5.重复 2-4 步就可以创建多个图层了 6.创建好之后就可以选择 plot/apply,则在视区显示出所有的可见的图层

1.什么是子结构 子结构也叫超单元的(两者还是有点区别的,文后会谈到) ,子结构并不是 abaqus 里面的新东东,而是有限元里面的一个 概念,所谓子结构就是将一组单元组合为一个单元(称为超单元) ,注意是一个单元,这个单元和你用的其他任何一种类型 的单元一样使用。 2.为什么要用子结构 使用子结构并不是为了好玩, 凡是建过大型有限元模型的兄弟们都可能碰到过计算一个问题要花几个小时, 一两天甚至由于 单元太多无法求解的情况,子结构正是针对这类问题的一种解决方法,所以子结构肯定是对一个大型的有限元模型的,譬如 在求解非线性问题的时候,因为对于一个非线性问题,系统往往经过多次迭代,每次这个系统的刚度矩阵都会被重新计算, 而一般来说一个大型问题往往有很大一部分的变形是很小的,把这部分作为一个子结构,其刚度矩阵仅要计算一次,大大节 约了计算时间。 3.那些情况可以使用子结构 前面提到的非线性问题,包括了很小变形的或者线弹性部分可以使用子结构,特别是当模型中有很多相同的部分时,提到的 最多的一个例子就是桌子的四条腿,四条腿作为子结构(因为基本时弹性变形)可以包括了很多的实体单元,可以大大提高 效率再一个就是问题确实太大,只有采用子结构将问题分成很多块,计算出结果后再次采用子结构分块计算,一直到能对每 块单独计算为止。 4.abaqus 中子结构的特点及要注意的问题 子结构是一组单元的集合,但是在子结构中仅仅只有你指定的那些节点的自由度会保留下来而其他节点的自由度都被消除 了,其他的节点均是通过线性插值的方式获得求解; 子结构是通过你指定的节点与其他的单元建立联系的;在 abaqus 的 6.4 版本中只有子结构这个概念没有超单元了,其区别 就是子结构可以求得单元内部准确的解而超单元不行; 当你定义子结构的时候不要包含太多的单元, 因为单元的刚度矩阵集 成的时候会花掉太多的时间,可以用更多的含有较少单元的子结构代替。 5.在 abaqus 中子结构的用法 一般包括如下部分,首先你要利用 substructure generate 和 retained nodal dofs 定义一个子结构,然后你可以定义子结构 的内部荷载,边界条件一旦你已经定义了子结构以后你就可以象利用一般的单元一样使用子结构了,譬如输出请求等等。因 为内容太多只能另外的文章再述了,大家也可以直接看看手册,要注意的是,abaqus cae 是不支持子结构的。

如何在不同的分析步改变材料的参数 我所了解的大概有三种不同的方法: 1.最强大的当然是采用 umat 的方式,不过需要有深厚的有限元基础,一般人不推荐使用 2.采用场变量,不过功能相对简单 3.采用 abaqus 的 import 命令将前面分析的结果传递到新的分析之中 这里介绍下第二种方法 *什么是场变量 所谓场变量,我的理解就是一个环境变量,它建立了一个与材料参数之间的中介,虽然不能直接指定材料参数在不同的分析 步具有不同的值,但是通过场变量,间接的达到了目的。 *怎样使用场变量 其实场变量用的较多的实在热力学和流体力学的分析种,这里介绍的仅仅是在固体力学中的用法 - 40 -

论坛汇总第一部分 1.定义场变量 *你可以在 initial 中指定场变量的值,格式如下 initial conditions,type=field,variable=n(场变量的编号) Set-1(你定义的结点集) ,1.0(场变量的值) 场变量是通过编号来识别的,一次只能定义一个场变量 *你也可以直接在分析步中指定场变量的值,格式如下 *field, variable=1 Set-1,1 当然也可以同时使用 initial 和 field,当你指定的场变量改变时,默认材料的参数是在增量步间线性变化的。 2.建立材料参数和场变量之间的联系 如果你用 cae,在 prop 模块里面的材料参数一般都有 Number of field variables,场变量都是从 1 开始的,你也可以选择多 个场变量。填入场变量的值和材料参数间的关系,譬如 杨是模量 泊松比 field1 200.E9, 0.3, 1. 180.E9, 0.3, 2. 如果你用的是命令格式,则在 inp 文件里面键入: *ELASTIC, DEPENDENCIES=1 200.E9, 0.3, , 1. 180.E9, 0.3, , 2. 第四个参数表示场变量的值 3.注意 场变量在不同分析步中的值有你在不同的分析步中指定,如果没有指定,材料参数默认微是场变量 1 的值,例如 *STEP,name=step1 *STATIC...... *FIELD, VARIABLE=1 NALL, 1. *END STEP *STEP,name=step2 *STATIC...... *FIELD, VARIABLE=1 NALL, 2. *END STEP cae 步支持场变量,所以你必须自己更改 inp 文件, 4.技巧 如果材料的参数变化比较复杂,一般是利用副职曲线来定义场变量值的变化, *FIELD, VARIABLE=1,amplitude=??? 对幅值曲线步清楚的自己可以看手册

*模型的重启动分析-restart 按理说 restart 不应该算是一个分析的技巧,而是一个常识,不过呢可能有很多朋友没有建过大型模型导致 restart 也用的较 少,所以也介绍下 1.什么是 restart 你的 job 可能包含多个 step,可是如果你的模型很大,可能会有这样一种情况,当你花了几天几夜,终于分析好的时候,你 发现 the first step 的边界条件设置的有问题,这对于你真是晴天霹雳,于是你只好重新来过,可是低二天你发现你的电脑 restart,这时的你可能只能问上帝了,how can i do? *restart,就是将一个复杂的模型分析过程分成很多的阶段,甚至是一个 increatment step 一个阶段,你可以对每个阶段的结 - 41 -

论坛汇总第一部分 果进行检验,然后进入下一个阶段进行分析。 2.重启动需要那些文件 对于 standard 来说,.res,.mdl,.stt,.prt,.odb,这些文件是用于重启动的,explict 是.abq,.stt,.prt,.odb. 3.如何在一个分析中设置重启动来生成以上文件。 这里只介绍下在 standard 的用法, 其实很简单? inp 文件里面加入*RESTART, WRITE, FREQUENCY=N 就可以了 cae 默认加入了重启选项,不过可以在 step->output->restart request 里面设置输出的频率,也就是 frequency。 *技巧:因为 res 文件包含了模型的几乎全部信息,所以非常大,你可以设置 overlay 参数使后面的数据覆盖吊前面的数据, 不过 restart 的话你也只能从最后一个增量步开始 4.如何重启 你要指定一个重启点, inp 文件里面加上*RESTART, READ, STEP=step, INC=increment 就可以了 cae 中更简单,首先在 model->edit attribute 里 面选择 restart,指定前面分析的 job 名和你想重启动的开始分析步和增量步就可以了,然后在 job 里面指定重新创建的工作 类型,restart,that's all. 5.注意 重启动不能改变你的原始分析中的任何参数,也就是说,你的启动点的模型必须和原始分析中的模型完全一致的,所以不要 企图采用 restart 的方法来改变边界条件,材料参数或者网格的密度等等。这些需要另外的技巧来实现。

AME 563, ABAQUS INSTRUCTIONS, F04, PHR/BRS
File: FINALGetStartAbaqusCAEFF04.doc

STEPS TO GET STARTED WITH ABAQUS
Following are instructions for using ABAQUS on a PC and on the unix machines in the AME Computer lab. You will need to get a USERNAME and password for using the AME Computer lab—both the PC’s and the unix machines. 1. On the unix machine (only the first six machines on the south side of the lab are available for ABAQUS). From the login screen, choose Options Session GNOME 2.0 Desktop. Enter your login USERNAME and password. Terminal icon at the top of the screen to get a terminal. [Note to end the session on the unix machine, go to Actions logout ] On the PC, start the SSH program and use u.arizona.edu as the host name. xhost + and then login to your u.arizona account using SSH by typing ssh USERNAME@u.arizona.edu 2. Move to the directory where you have save your ABAQUS file(s). u.arizona.edu computer, type setup abaqus63 To load ABAQUS on the On the unix machine, type Click the

3.

Set your display to your computer’s IP address. If you don’t know the IP address of the machine you are on, type env and look above for SSH_CLIENT=(IP ADDRESS). Type setenv DISPLAY (YOUR
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IP ADDRESS):0 4.

so that the unix machine knows where to send graphical commands.

To make sure the display is set to the right IP address and ABAQUS is working correctly, type xclock and the clock should be drawn. You may also run ABAQUS documentation. Type abaqus doc to do this. If the documentation runs correctly a documentation program tag will appear in the task bar in Windows. You may wish to use this documentation as reference while you are using other ABAQUS modules (mesh generation, etc). To run ABAQUS CAE type abaqus cae. You can go through the following tutorial—as well as the other tutorials (e.g. tutorial 1, cantilever beam given with the ABAQUS) to learn more about the tools in CAE.

5.

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SOME THINGS THAT ARE NICE TO KNOW WHEN RUNNING ABAQUS

1.

ABAQUS is broken into a few different files. The .inp file is the input file and this is where you create your mesh and your steps. The .log file tells you if your .inp file ran correctly and if there are errors what file you should look at to find them. The .dat file is the data file and has all the nodal/elemental data you asked for in your .inp file. The .msg file tells you about your time steps and increments. ABAQUS CAE runs off the .odb file, it is the output database file. All the documentation for ABAQUS can be found using “abaqus doc”. The book I use the most in it is the keyword manual and the example problem manuals. The keyword manual has a list of all the commands from A to Z with all the info you need to know about that command. There are no examples of how to use the commands in .inp files so I use to example problems to see how they fit in the .inp file.

2.

SAMPLE PROBLE – Tensile Specimen

We are making a specimen to put in a tensile tester. the specimen. The mesh we will create is shown below.

Due to symmetry we are only modeling a quarter of

The specimen will be made out of a hyperelastic material and will be stretched to the right to twice its original length DIRECTIONS FOR RUNNING CAE 1. Type setup abaqus63 to start. [Wait for the computer to bring up the program, it sometimes take a little time. Also note that there are only 2 “seats”, so that only two people can run ABAQUS simultaneously. The computer will respond with the number of users at any time. If there are two, then you will have to wait.] Then type abaqus cae and the “gear logo” should appear. Click on the Create Model Database button in the Start Session dialog. Go to the Module pull down menu and choose the Part module.

2. 3.

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There are various modules you will use to create you model in CAE. The part module creates the different parts to make up your model. You create materials and instance your part in the Property module. You put your parts together in the Assembly module. The Step module is where you tell ABAQUS what kind of analysis to run and for how long. The Interaction module allows you to prescribe contact surfaces and other part/surface interactions. Load module is where you apply boundary conditions, initial conditions and loads. You create a mesh for your module in the Mesh module and you create the .inp file to run in the Job module. The Visualization module is used once you have run your module. 4. Click the Create Part button on the top left of your tool part. cursor over the button. Button names will appear by holding your

5.

Name the part Tensile Specimen, click the 2D Planar button and make the approximate size 100. the Continue button.

Click

6.

A large grid will appear where you will be able to draw the part you want to create. We are making a simple part made up of only lines so click the Create Lines: Connected button in the top right corner of the tool bar. We know the size of our part so use the following coordinates to make the part: 0,0 50,0 50,8 45,8 40,4 0,4. Type each one of these pairs in separately by ending each entry by pressing the Enter key. Type these coordinates in the input box, then use the cursor to close the line by clicking on the start point on the screen (i.e. at 0,0 in this example). Click the red X to tell CAE you don’t want to make any more lines and then click to Done button to tell it you are done with this part.

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You may need to use Auto-Fit-View (square with 4 arrows in it in the top tool bar) to put the model in view. Your part should look like this:

7.

Go to the Property module from the pull down menu. Click on the Create Material button on the top left of the tool bar. Enter Tissue as the name of your material (you choose appropriate names throughout the exercise). Keep the thickness as 1.0. Then click Ok. The Edit Material dialog will pop up. Click on Mechanical > Elasticity > Hyperelastic tabs to create a hyperelastic material. Choose the Coefficients button under Input Source and choose Neo Hooke under Strain Energy Potential. Enter 1E8 for C10 and 1E-8 for D1. Then hit the Ok button. This will create a Neo Hookean material (we will discuss this hyperelastic material in class) named Tissue ready to be assigned to your parts. [You may also specify an isotropic, elastic material and enter the elastic modulus, 1E8, say; and the Poisson ratio, 0.3, say].

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8. Click on the Create Section button under the Create Material button in the tool bar. Name the section Specimen and click the Continue button. Choose Tissue as the material for this section and keep the thickness of it at 1. Click Ok. Now to assign our Tensile Specimen part to the section we just created, click on the Assign Section button in the tool bar. Choose the part you want to assign by boxing any part of the selected section with the cursor until it turns red then click the Done button. Highlight the section you want to assign this part to, in our case it is Specimen and click Ok. Your part is now assigned to the Specimen section and inherits all material properties assigned to that section. 9. Go to the Assembly module. Click on the Instance Part button in the tool bar. Choose our Tensile Specimen part to instanced and click the Ok button. In cases where you use the same part multiple times, like wheels on a wagon, you can instance the same part multiple times and translate/rotate them in the Assembly module. Enter the Step module. Click on the Create Step button in the tool bar enter a name for the step. Use Displacement on Right. Choose Static, General as the step type then click the Continue button. The Edit Step dialog will appear now. Turn on Non-linear Geometry and set the time period of this step to be 1.E-3. Click on the Incrementation tab and set the initial and minimum increment size to be 1.E-7. Click on the Other tab and make sure the Ramp linearly over step option is chosen. Click on the Ok button to finish. Go to the Load module. We want to put the bottom of the specimen on rollers, the left hand side constrained in the X-direction and the right hand side constrained in the Y-direction. Click on the
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10.

11.

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Create Boundary Condition button in the toolbox. Name the first constraint Rollers and choose Initial as the step this will occur in. Highlight the Symmetry type of BC and hit Continue. Next you will have to specify where you want to prescribe this BC. We just want an edge of the part to have this BC so click on Edit Feature and then on the Show/Hide Options button and change the Select From option from All to Edges. Put a box on any part of the bottom surface (of the part) until it turns red then hit the Done button. Pick the YSYMM option and click Ok. Repeat the steps above to make the left hand edge XSYMM and the right hand edge YSYMM. 12. We are going to specify a displacement to the right hand end of the sample during the Displacement on Right step. Click on the Create Boundary Condition button and change the step from Initial to Displacement on Right. Enter Displacement on Right for the name. For the type of BC highlight Displacement/Rotation then click Continue. Choose the right edge of the part again and click Done when it is selected. Enter 50. next to U1 to show displacement in the x-direction to the right then click Ok.

13.

Go to the Mesh module. Click the Seed Part Instance and change the Global element size to 1 then press the Enter key. The part will refresh showing node positions. Now click the Assign Element Type button in the toolbox. Choose the default Plane Stress 4-Noded Reduced Integration type of element. Click Ok. Next click on the Mesh Part Instance button to mesh the model and click Yes (there is only one part so it is already highlighted for you, if there is more then one part you have to highlight what you want meshed first). The mesh will now appear on the screen.

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14.

Go to the Job module. Click on the Create Job button. Name the job tension. Click on Continue. We are not going to change of the options so press the Ok button. Now click on the Job Manager button. Click on Submit (check the status in the window) to create an .inp file and run that file. This will also create a tension.odb file for ABAQUS CAE to use in post processing. Click on the Results button. This will automatically open the Visualization module for you to view your output. You can go to Result (top tool bar) and click Field Output to see the various outputs you have for this model. The image below shows the (von) Mises stress as a contour plot. Follow the steps in CAE to produce this plot.

15.

对一个简单固结算例的修改验证 算例来源:ABAQUS Benchmarks Manual 1.14.1 The Terzaghi consolidation problem terzaghi_cpe8p.inp 出现问题: 在fetch job 后, 通过file>import>model,创建job提交运算后, 出现abored, 问题提示为: ***ERROR:
PERMEABILITY IS SPECIFIED FOR ELEMENT **, BUT THE INITIAL VOID RATIO HAS NOT BEEN DEFINED. USE *INITIAL CONDITIONS TO PRESCRIBE THE VALUE 解决办法:

1. 有些命令 cae 不支持, 改用 command 计算, 输入 abaqus interactive job 运行后, 错误提示,有下列图形出现: 并且在 result>field output 中没有 VOIDR,也没有 history output,对下面的 plot 超作 利,也不能验证结果的正确性,故需要修改原 inp 文件。 2.仔细分析 terzaghi_cpe8p.inp,发现其很多条件与原问题叙述不同,故一一修改 (1)*PERMEABILITY,SPECIFIC=1.0
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没有



之:

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8.47E-9,1.0 8.47E-8,1.5 (2) *INITIAL CONDITIONS,TYPE=RATIO NALL,1.5 (3),原计算图中出现一个单元“骨折”现象,不确定其产生原因。只知原inp中定义了一个*NSET,NSET=FILE 141, 就在这个FILE地方出现折断,故把这个定义去掉,不影响结果。 最后的inp为: *HEADING TERZAGHI CONSOLIDATION *ELEMENT,TYPE=CPE8P,ELSET=ONE 1,1,3,23,21,2,13,22,11 *ELGEN,ELSET=ALL 1,10,20 *ELSET,ELSET=P1 6,7,8 *NODE 1, 2,25. 3,50. 201,,100. 202,25.,100. 203,50.,100. *NGEN,NSET=NALL 1,201,10 2,202,20 3,203,10 *NSET,NSET=TOP 201,202,203 *NSET,NSET=BASE 1,2,3 *SOLID SECTION,MATERIAL=A1,ELSET=ALL *MATERIAL,NAME=A1 *ELASTIC 1.E8,.3 *PERMEABILITY,SPECIFIC=1.0 8.47E-9,1.0 8.47E-8,1.5 *INITIAL CONDITIONS,TYPE=RATIO NALL,1.5 *BOUNDARY BASE,1,2 NALL,1 *RESTART,WRITE,FREQUENCY=999 **************************************** *STEP SUDDENLY APPLIED LOAD
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*SOILS,CONSOLIDATION 1.E-7,1.E-7 *DLOAD 10,P3,1.E8 *PRINT,RESIDUAL=NO *EL PRINT,FREQUENCY=999 COORD, S, *EL PRINT,ELSET=P1,FREQUENCY=10 S, *NODE PRINT,FREQUENCY=5 U,POR,RVT *OUTPUT,FIELD,FREQ=1 *Node Output, nset=NALL U, POR *ELEMENT Output, ELSET=ALL VOIDR,

*OUTPUT,HISTORY,FREQ=1 *Node Output, nset=NALL U, POR, *ELEMENT Output, ELSET=ALL VOIDR,

*END STEP ********************************************* *STEP,INC=100 CONSOLIDATE *SOILS,CONSOLIDATION,UTOL=5.E7,END=SS .001,100.,.001,100.,100. *BOUNDARY TOP,8

*EL FILE,ELSET=ONE S, *OUTPUT,FIELD,FREQ=1 *Node Output, nset=NALL U, POR *ELEMENT OUTPUT,ELSET=ONE S, *ELEMENT Output, ELSET=ALL VOIDR,

*OUTPUT,HISTORY,FREQ=1 *Node Output, nset=NALL U, POR,
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*ELEMENT Output, ELSET=ALL VOIDR, *END STEP 三.结果分析 把修改好的inp提交command计算后,没有出现问题。现在对结果进行分析: 1. 通过指定路径path-1:node labels:202:2:-20,plot早期的pore pressure-height图,如下:

与例题结果Figure 1.14.1-2

Solutions at very early times.基本一致

2.在不同时刻plot出pore pressure-height图形,取t1=0.065,t2=0.5130,t3=32.29,得到下列三图,与例题结 果Figure 1.14.1-3 Pore pressure at various times.基本一致

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3.通过 plot 一系列的沉降图,然后综合整理可得 Figure 1.14.1-5

Degree of consolidation versus time factor.

四、通过本例题得到得一些结论: 1. 许多手册上得例题直接运算都有些小错误,需要自己修改和验证。毕竟 abaqus 得制作者也是人,也会
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犯些小错误,如打字失误等。所以不要迷信例子! 2. 许多命令 cae 不支持,改用 command 好些。 五、还需要解决的问题(你知道回答我哦) 。 1.在inp文件中,可以先定义单元,再定义单元的节点坐标,个人觉得不符合逻辑,组成单位的节点都没 有先定义,怎么就利用此节点定义单元了呢?
*ELEMENT,TYPE=CPE8P,ELSET=ONE 1,1,3,23,21,2,13,22,11 。。。。。。 *NODE 1,0.,0.,0.

。。。。。。 。。。。。 2.finite-strain , small-strain ,large-strain 怎样区别?在什么手册中可以查到,我试了没有找到。他们各自的 标准是什么? 3. Plot 得到的图中,怎样进行 x,Y 轴对换,即把原图 Y 轴的变量画在 X 轴上,原图 X 轴上的变量画在 Y 轴上。 个人感觉 abaqus 能力是很强大,但要弄透自己专业方向的运用也不容易, 比如如何确定自己的结果可靠, 需要很多方面的能力。加强交流,与你共进步!! ! ABAQUS 的单位

2– Table 2–1 Consistent units.
Quantity Length Force Mass Time Stress Energy Density Ace SI m N kg s Pa (N/m ) J kg/m
3 2

SI (mm) mm N tonne (10 kg)吨 s MPa (N/mm ) mJ (10–3 J) tonne/mm (10 ) mm/s2
3 12 2 3

US Unit (ft) ft lbf slug s lbf/ft
2

US Unit (inch) in lbf lbf s /in s psi (lbf/in ) in lbf
2 2

(Lxcad)cm

cm N
(102 kg)

s N/cm2
102 kg/cm3(108) cm/s2

ft lbf slug/ft
3

lbf s2/in4

m/s2

单位:建议采用国际单位制 采用 m、kg、N、s 国际单位制时,重力加速度 9.8m/s2,质量为 kg 密度为 7850 kg/m3 MP,EX,1,210e9 MP,DENS,1,7850 ACEL,9.8 采用 mm、Ton 、N、s 时,重力加速度 9800mm/s2, 密度为 7850e-12 MPDATA,EX,1,,206e3 MPDATA,PRXY,1,,0.3 MPDATA,DENS,1,,7.85e-9 ACEL,0,0,9800,
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Ton/mm3,应力 MPa

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力=质量*加速度

关系为:N=kg.m/s =0.001t.1000mm/s2=t.mm/s2

2

采用 cm、 Mcm、N、s 时,重力加速度 980cm/s2,力为 N 密度为 7850e-8 MPDATA,EX,1,,206e5 MPDATA,PRXY,1,,0.3 MPDATA,DENS,1,,7850e-8 ACEL,0,0,980, 力=质量*加速度 关系为:N=kg.m/s2=0.01Mcm.100cm/s2=Mcm.mm/s2 其中 Mcm=100kg

Mcm/cm3

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