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《华中科技大学》 2005年
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ABAQUS用户材料子程序开发及应用

杨曼娟  
【摘要】:隧道式锚碇是悬索桥的主要承重体系,属于大型岩土工程结构。由于无法对其进行足尺模型试验,数值分析就成为此类结构设计的重要依据,也是悬索桥设计中的难点和关键问题之一。由于岩土工程问题的复杂性,单一的本构模型往往无法满足需要,本文拟采用基于Rankine 准则的Mohr-Coulomb 模型,分析研究依托于大型通用有限元软件ABAQUS 的计算平台进行。 ABAQUS 软件功能强大,特别是能够模拟非线性的影响,它包括了多种材料本构关系及失效准则模型,并具有良好的开放性,提供了若干个用户子程序接口,允许用户以代码的形式来扩展主程序的功能。但ABAQUS 没有提供本研究所需要的本构模型,故需利用该软件提供的用户材料子程序UMAT 接口对其进行二次开发。本构模型的建立和积分算法的选择是UMAT 子程序开发中的核心问题。本文的研究工作紧紧围绕UMAT 的二次开发技术,采用FORTRAN 语言编制了基于Rankine准则的Mohr-Coulomb 模型的接口程序,和常见的显式积分算法不同,本文采用完全隐式的向后Euler 回映算法,并比较了二者的优劣性。通过单元测试,验证了所研制的UMAT 子程序开发思路正确,计算精度满足要求。应用该程序对四渡河悬索桥隧道锚进行三维弹塑性分析,和长江科学院采用FLAC-3D 的分析结果比较,二者具有一致性,表明接口程序具有工程实用价值。 本文所开发的UMAT 接口程序对任意形如f (σ) =σ的屈服函数均适用,只需求解本文中提出的“五参数”,即可将屈服函数在ABAQUS 中实现。论文所完成的工作扩大了ABAQUS 在弹塑性有限元分析中的应用范围,并为ABAQUS 其他功能的开发以及有限元程序的开发提供了借鉴。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U442.5

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【引证文献】
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【同被引文献】
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