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粘弹性人工边界在ABAQUS软件中的实现


粘弹性人工边界在 ABAQUS 软件中的实现(一)
由于粘弹性人工边界是在粘性边界发展而来的,所以为了更加精确的模拟粘弹性边界, 我从粘性边界的 ABAQUS 实现开始。 首先在粘性边界下的波源问题: 应用ABAQUS建立二维均匀弹性半空间进行分析, 考虑半无限介质模型, 介质密度为1 700 kg /m3, 杨氏模量E 为1. 70×108 Pa, 泊松比v为0. 2

5, 在顶面处入射脉冲波, 初始压缩 波速Vp 为200 m / s, 周期为0.1 s, 幅值为1g, 加速度时程如图1所示。计算范围为100 m × 20 m, 单元大小为1m ×1m。模型示意图如图2。
B
1.0

0.8

0.6

振幅
0.4 0.2 0.0 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

脉冲 波 加 速 度时程

图1

图2 通过ABAQUS软件模拟,得到结果文件:Job-huwei6131

然后解决波源问题: 取一个长为 8m,深为 4m 的土层为地基,地基土的弹性模量取 2.5Pa,泊松比取 0.25, 剪切模量取 1Pa,密度取 1kg/m3,剪切波速取 1m/s,压缩波速取 3m/s,输入一个频率为 4Hz,最大幅值为 1m 的剪切正弦波,持时去一个周期约为 1.57s. 输入脉冲波:

输入的 正 弦脉冲
1.0

0.5

移 ( 位 m)

0.0

-0.5

-1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

时间 ( s)
图3 同样采用粘性人工边界 网格划分为0.1m×0.1m,侧向人工边界采用和波源问题相同的方法即释放脉冲波作用方向, 约束其他方向。

图4

通过数值软件模拟得到的结果:Job-huwei6141


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