ABAQUS地應力平衡

    對于涉及開挖、填充的動態巖土工程問題,初始應力場是正確模擬其施工過程的先決條件。初始應力的加載必須滿足地應力平衡,而地應力平衡其實就是為了使數值模擬獲得一個存在初始應力,而無初始應變的狀態。當考慮自重場是產生地應力場的主要因素時,顯然重力是外力,初始應力場是內力,將提取出的內力施加于數值模擬后再施加重力,是內力和外力平衡,從而獲得較精確的沒有受到人為因素干擾情況下的數值模型的初始狀態。

    在 ABAQUS 有限元軟件中,提供了 5 種定應力平衡方法,這里我就比較常用的,使用比較普遍的一種進行講解。用的例子還是上節ANSYS的例子。

   接下來,小編就一個簡單的算例就行地應力平衡。在一個均質的地基上有一根立柱。

   柱子的尺寸為1m×2m×10m,密度2400kg/m3,彈性模量2.8E8Pa(這里我為了方便觀察規律,降低這個彈性模量),泊松比0.167;均質地基的尺寸為30m×30m×15m,密度為2000kg/m3,彈性模量3E7Pa,泊松比0.3。模型見圖1.

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1、將模型導入ABAQUS中。

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2、創建靜力荷載步

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3、殺死柱子單元

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4、施加約束(四周施加法向連桿約束,底部施加全約束)

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5、施加自重荷載

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6、提交計算

7、查看后處理結果

豎向位移

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豎向應力

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8、應力場輸出

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9、在工作目中找到stress_out.rpt文件

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10、經過格式的轉化(文件的后面不要有空行)

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11、在之前的inp文件中Step-1前面加上*Initial conditions,Type=stress,Input=stress_in.rpt這句命令,記得一定要把stress_in.rpt放在工作目錄里面。

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12、然后直接運行inp文件直接計算。

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13、激活柱子

將紅色框中的兩個語句注釋掉

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14、重新計算inp

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    地應力平衡的過程就全部結束了。對于比較復雜的模型來說,如果第一次平衡的效果不是很好的時候,那就再這個的基礎上繼續平衡,重新導入平衡后的文件。在這個過程中,還需要注意幾點:1、導出應力的文件時,文件名最好不要之前的重復,因為如果文件名一致的話,寫入文件的時候,不會覆蓋,會在之前的基礎上繼續寫入文件:2、如果模型有不同的part,那么生成后面的導入的文件時,后面的數據要與part一一對應;3、導入的文件最后面不要有空行,否則會報錯。當然可能還會出現其他的錯,這就需要大家仔細看ABAQUS的錯誤提示來解決了。

    為了便于大家的理解,我錄制了一個視頻,視頻中對關鍵的地方都有說明。希望對大家有所幫助。那么這一期就到這里結束了,歡迎大家一起討論,大家一起學習,大家一起進步。

ABAQUS地應力平衡的圖26

需要原文件和程序(Python編寫)的小伙伴,關注公眾號“生活中的力學仿真”,后臺回復“ABAQUS地應力平衡”獲取。謝謝大家~下期再見啦

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