荷載設置的案例
ABAQUS混凝土損傷塑性模型損傷因子對本構關系影響 附c40~c45混凝土損傷因子ABAQUS輸入
本測試中為了簡化，只進行了軸壓方向的循環位移荷載，而且只循環三次。
模擬云圖結果如下：
混凝土棱柱體模擬結果的應力-應變曲線如下：
從圖中我們可以看出：
1，在單調荷載下，設置損傷因子后混凝土峰值應力和峰值應變比無損傷因子的要低，但差別只有3%左右，可以忽略不計。
2，循環荷載設置為3圈，綠色曲線為無損傷因子的，藍色曲線為有損傷因子的。可以看到第一圈上升段兩曲線重合，峰值應力相同，因為此時混凝土還沒有損傷。第一圈卸荷時，無損傷因子的曲線峰值應變更大。第二圈和第三圈的兩曲線混凝土峰值應力均大大降低。但無損傷因子的混凝土峰值應力和退化后的彈性模量比有損傷因子的要大。
因此，損傷因子在單調荷載下設置與否差別不大，但非常影響循環荷載下的混凝土應力-應變關系，損傷因子會降低循環荷載下損傷后的混凝土強度和剛度。
此外
損傷因子是可以通過計算確定的，計算方法有多種，文獻【1】中給出的下圖計算方法是其中的一種。
下載地址：c40~c45混凝土損傷因子ABAQUS輸入
展開 平行雙線盾構隧道下穿地鐵車站連續掘進施工精細化模擬 ￥100
平行雙線盾構隧道下穿地鐵車站連續掘進施工精細化模擬
視頻內容包含5部分（附inp文件）：
（1）前期準備工作
（2）創建模型幾何部件
（3）材料屬性設置
（4）連續施工模擬（分析步、接觸、荷載設置）
（5）網格劃分及地應力平衡
二維條件下土質邊坡的穩定性分析
2、二維均質分析模型，模型尺寸如下：
圖1 模型尺寸
圖2 邊坡建模模型
3、設置材料及截面特性
（1）設置為soil，材料設置力學—彈性—彈性，彈性模量E=100MPa,泊松比v=0.35。
（2）力學—Plasticity—Mohr-Coulomb Plasticity命令，C、Φ（摩擦角、剪脹力）。設置場變化的黏聚力。
4、分析步，設置初始增量步設置為0.1，非對稱分析，
5、邊界條件
模型兩側的水平位移和模型底部兩個方向的位移，土坡所有區域施加體力為-20，依次模擬重力荷載。
圖3 邊界條件與荷載設置
6、劃分網格
四邊形，
圖4 網格劃分模型
7、提交任務
8、結果分析
圖5 t=0.2938的塑性區
（1）滑動面
執行Result—Field Output命令，計算終止后，位移等值線云圖如下，很清晰地判斷滑動面的位置，與極限平衡分析法中，呈大致的圓弧形，并且通過坡角點。
圖6 t=0.3201塑性區
圖7 位移等值線云圖
展開 靜壓樁擠土效應數值模擬
靜壓樁擠土效應數值模擬.rar
靜壓樁擠土效應數值模擬
1、直徑為0.3m的圓樁，長5.0m，被靜壓施工到一干砂地基中，樁端設置樁靴，樁靴角度為60度，樁體采用剛體模擬，地基可采用修正劍橋模型模擬；
表1 模型參數
圖1 模型圖示
2、高10m,寬4.999m的矩形；
3、設置材料與截面特性
Log Bulk Modulus為0.006，泊松比為0.2，
4、裝配構件，分析步：分析步設置為持續時間為100，NIgeom設置為on,初始增量步為1，最大增量步為1000；
5、土與樁的接觸為光滑接觸，
6、荷載設置為-15KN/m3;
邊界BC-1，U1=0，U2=0;
邊界BC-2，U1=0，U2=0,U3=0;
邊界BC-3，U2=-5,樁基開始下城5m；
圖2 約束圖示、荷載圖示
7、網格劃分
土體為CAX4單元類型；四邊形劃分網格，樁采用離散剛體模擬樁，單元RAX2進行劃分；
8、提交作業
圖3 施工結束之后的網格變形圖
9、分析
當樁的入土深度較淺時，徑向水平位移的分布呈現出比較明顯的三維效應，即樁端附近的徑向水平位移較大。當樁的入土深度較大時(5.0m),相當一部分深度范圍內的徑向水平位移和沉樁深度不大，即類似于常規的圓孔擴張理論所得到的徑向水平位移。這表明常規的圓孔擴張理論只適用于沉樁深度較大的情況，且只能計算出擠土完成后的最終徑向擠士位移。
CPU i5 7200,8G內存，
展開 
移動均布荷載在有限元模型中的實現
計算過程中為了實現荷載的移動，首先沿荷載移動方向設置荷載移動帶，移動帶沿路橫向的寬度與施加的均布荷載寬度相同，移動帶沿縱向的長度即為輪載行駛的距離。然后，將荷載移動帶細分為許多小矩形，如圖所示，小矩形長度依計算精度而定，可取為輪載加載寬度的三分之一。 輪載初始狀態時占用了三個小矩形面積即圖中的1、2和3。移動過程中，荷載沿移動帶逐漸向前移動，通過設置荷載步，每個荷載步結束時，荷載整體向前移動一個小矩形面積，如第一個荷載步結束時，荷載占據的面積為2、3和4。每個荷載步中設多個載荷子步，如第一個荷載步中間荷載子步的作用使面積1上的荷載逐漸減小，而面積4上的荷載逐漸增大，依次發展，達到荷載移動的效果。荷載的移動速度，可以通過設置每個荷載步的時間大小來實現。
正常行駛時，行駛速度v不變，所以經過每個小矩形所用的時間相同。在剎車路段，可按式（1）計算剎車加速度。
其中，a，δ，g分別為剎車加速度、水平力與垂直力比值系數和重力加速度。
每向前移動一個小矩形面積所用的時間用式（2）計算。
其中，n為從開始移動位置向后的第n個矩形，ΔS為每個小矩形寬度。
展開 基于MeshFree的套筒的不同接觸類型分析
2.材料類型
導入Hitch_Assembly.x_t文件到MeshFree中，接受默認設置，并把實體分配對應的材料屬性，分析類型選靜力。
3.約束定義
在圖中高亮位置設置如圖所示的自由約束：Tx、Ty、Tz
4.荷載設置
在圖示位置加載y方向的集中力-1000N
5.接觸設置
分3種接觸類型設置
5.1焊接接觸
軟件在導入CAD文件時，會自動搜索接觸位置，并在相應位置設默認的焊接接觸，保存為Hitch.mef
5.2滑動接觸
將文件保存為新的名字，如Bi-directional Sliding.mef，分析類型、材料、約束、載荷設置同上，將部分接觸修改為下圖所示的滑動接觸
5.3一般接觸
將文件保存為新的名字，如General Contact.mef，分析類型、材料、約束、載荷設置同上，將部分接觸修改為下圖所示的一般接觸
6. 結果分析
接觸類型
焊接接觸
滑動接觸
一般接觸
位移結果
應力結果
對于焊接接觸，可以看出，由于套筒與管件緊密相連，位移和應力是連續的(位移結果見框)。實際上，這兩種材料并不像焊在一起一樣緊密相連，而是用螺栓固定。因此，可以說，用雙向滑動接觸或一般接觸，不連續位移和應力結果更能反映實際現象。在應力結果中，由于在雙向滑動接觸中不可能出現法向的分離，螺栓孔周圍的應力分布是相似的。
展開 nCode DesignLife疲勞軟件 之 基操勿6教程 ￥5
nCode DesignLife基操勿6教程目錄
一、前沿
1.1 疲勞分析流程
1.2 DesignLife GUI
1.3 DesignLife 運行邏輯
1.4 方塊顏色
1.5 圖形符號屬性
1.6 nCodeDL分析流程
二、FE Input
2.1 支持的文件類型
2.2 查看有限元結果
2.3 群組
2.4 命名選擇
三、材料映射 Material Mapping
3.1 定義材料疲勞屬性
3.1.1 調用標準材料庫中的材料
3.1.2 創建內置模板材料
3.1.3 創建自定義材料屬性 .mxd 文件
3.2 材料參數 Scale/Offset
3.3 表面效應
3.3.1 Kroughness
四、載荷映射 Load Mapping
4.1 常幅荷載映射
4.1.1 默認常幅荷載映射設置 R=-1
4.1.2 自定義常幅荷載映射設置
4.1.3 多個載荷的常幅值載荷映射
4.2 時序載荷映射
4.2.1 創建時序通道 .s3t 文件
展開 海上風機分層地基單樁基礎參數化建模 ￥10
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</div><p><span style="background-color: rgba(18, 18, 18, 0);">3.荷載設置</span></p><div contenteditable="false" width="100%">
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展開 基于COMSOL流固耦合的U形渡槽斷面拓撲優化
圖1 U形渡槽過水斷面
【荷載&邊界設置】耦合接口選擇層流和固體力學，耦合類型為結構上的流體荷載，設置水流速為0.1m/s，在渡槽底面固結。
圖2 流固耦合類型設置
【優化目標函數設置】在COMSOL中設置拓撲優化，然后設置最小應變能和閾值體積上限為0.3和0.5。最大迭代次數為100次，優化容差設置為0.001。
圖3 拓撲優化參數設置
【優化結果云圖】提取不同閾值優化后的結構云圖。
圖4 流體壓強分布和流速分布云圖
(a) V≤0.3 (b) V≤0.5
圖5 不同閾值下的優化截面輪廓
由上圖可以看出，在僅考慮流體荷載的條件下，優化后的結構基本呈左右對稱的U形分布， 隨著體積閾值的增大，優化后結構不斷呈向四周擴散的趨勢。
【注】本次模型設置較為復雜，其中層流區域和約束區域的選擇尤為重要，文中并未展示完全的技巧。
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
展開 基于內聚力模型的FRP加固RC梁力學仿真分析
beam_analysis插件以彈性參數對所有部件進行了賦值，使用過程中需要根據實際情況修改
裝配：beam_analysis插件中輸入參數用于控制RC梁裝配，同時考慮了箍筋端部加密與跨中箍筋非加密
分析步：創建靜力通用分析步step-1用于對構件施加荷載，設置場輸出為CDISP,CF,CSTRESS,DAMAGEC,DAMAGET,LE,PE,PEEQ,PEMAG,RF,S,SDEG,STATUS,U,
接觸：Yatou部件與concrete部件之間接觸面采用面面接觸、Yatou設置剛體約束、鋼筋籠整體嵌入混凝土（未設置界面粘結滑移）
荷載及邊界條件：荷載設置如下圖，采用位移模式控制加載，加載位移默認為1mm
案例1 未加固受彎梁
結合beam_analysis插件對以下進行修改，完成案例1的有限元模型建立
1）材料：修改concrete材料參數，使用混凝土塑性損傷模型模擬混凝土拉伸開裂壓縮損傷等力學行為；修改steel材料參數，使用理想彈塑性模型模擬鋼筋彈塑性力學行為；修改steel_compr、steel_striup、steel_tensile等截面屬性中的鋼筋截面積
2）荷載及邊界條件：修改加載位移值
3）劃分網格：混凝土采用C3D8R單元，鋼筋采用T3D2單元
案例2 FRP加固受彎梁
結合beam_analysis插件對以下進行修改，完成案例2的有限元模型建立
1）材料：修改concrete材料參數，使用混凝土塑性損傷模型模擬混凝土拉伸開裂壓縮損傷等力學行為；修改steel材料參數，使用理想彈塑性模型模擬鋼筋彈塑性力學行為；修改steel_compr、steel_striup、steel_tensile等截面屬性中的鋼筋截面積
2）荷載及邊界條件：修改加載位移值
3）劃分網格
展開 ABAQUS DISP二次開發（一）
變量
需要被定義的變量：
U(1)
需要定義的荷載變量，包括位移、孔隙壓力、溫度等。U(1)被傳入時可以是預先在荷載設置中定義好的值，也可以是默認值（一般情況下默認為0）。如果荷載定義中多個變量使用了User-defined，那么程序會按照自由度的編號順序，編列每一個自由度，每一次遍歷都執行一次子程序，U(1)即代表該自由度。
如果程序需要規定變量的偏微分，例如在動態分析中的速度、加速度等，du/dt必須在U(2)中定義，d2u/dt2在U(3)中定義。執行過程與U(1)類似。
被傳入的變量
名稱
描述
KSTEP
分析步編號
KINC
增量步編號
TIME(1)
當前分析步值中的時間
TIME(2)
當前總的分析時間
TIME(3)
當前時間增量
NODE
節點編號
如果子程序被用于描述連接運動或者接觸運動，該變量不可用
NOEL
單元編號
如果子程序被用于描述邊界條件，該變量不可用
JDOF
當前傳入變量的自由度編號
COORDS
荷載點當前坐標；如果考慮幾何非線性，該值是上一個增量步結束時的值；否則是原始的節點坐標值；如果子程序被用于描述連接運動或接觸運動，該變量不可用
4. 實例
建立一個長為10，橫截面為矩形的梁，截面高寬均為0.1，材料屬性為線彈性，E=2.06e5，v=0.3。
展開 
【iSolver案例分享】地基中波的傳播特性
問題描述：
如圖1所示，一地基表面中作用有一沖擊荷載，荷載幅值曲線見圖2所示。地基動彈性模量為720MPa,泊松比為0.33,密度為2.842t/m3,對應縱波波速為616.91m/s,剪切波速310.75m/s。
分析中利用對稱性取一半進行分析，分析區域寬度為80m,高度為50m,荷載作用寬度為32.5m,大小在幅值曲線的基礎上乘以100kPa,為清晰辨識波的傳播，分析中不考慮阻尼。
圖1 計算圖示
圖2 荷載幅值曲線
1 Abaqus操作及計算結果
（1）建立幾何模型
考慮結構及荷載的對稱性，建立一半的幾何模型，長為80m，寬度為50m，如圖3所示。為方便荷載施加，將左上頂點偏移(35.0,0,0)建立參考點，并切分幾何體。
圖3 幾何模型
（2）材料及截面賦予
使用線彈性材料本構，地基彈性模量720MPa,泊松比為0.33,密度為2.842t/m3。創建solid,homogeneous截面并賦予地基。
（3）創建分析步
建立名為pulse的Dynamic,Implicit分析步，在EditStep對話框的Basic選項卡中將時間總長設為0.13，Incrementation選項卡中選擇步長控制方去類型（Type）為Fixed，將增量步步長設為0.001，最大允許增量數設為400，在Other選項卡中將數值積分算法中的Alpha設為0,取消數值阻尼，接受其余默認選項后退出。
圖4 分析步設置
（4）荷載及邊界條件
圖5 邊界與荷載設置
在Load模塊中，執行【BC】/【Create】命令，在initial(初始）分析步中約束模型左側（對稱軸）上的位移U1,其余邊界均不約束，意味著在動力荷載下為自由邊界。
從文件中讀取數據，創建圖2所示的幅值曲線。
展開 太沙基一維固結模擬分析
新建文件夾.rar
太沙基一維固結模擬分析
1、一維飽和均質地基，土層厚度為10.0m，土層的初始空隙比為1.5，底部不排水，頂部排水，土體表面一次瞬間施加荷載為200KPa,土體為線彈性體，彈性模量為E=10MPa,泊松比為v=0.3，滲透系數為K=1*10^7m/s。水的容重為Υw=10KN/m3;
圖1 算例示意圖
2、寬度1m，高度為10.0m，矩形模型；對應空隙比為1.5，
3、荷載步設置為1e-3s；排水過程擬合為20天，荷載為200Kpa,增量步最大步設置為100，土層劃分為10層；時間步長為2000s，
4、網格
CPE4P作為單元類型，劃分尺寸為1.0，四邊形劃分
5、提交任務
圖2 網格劃分圖
6、結果分析
計算達到16.1天時，孔壓的變化率為1e-5KPa/s,可以認為達到穩定狀態，計算終止。
5.0m處孔壓的變化反應空隙壓力逐漸消散，有效應力相應的增加的過程。
圖3 不同時刻孔壓沿深度的分布
圖4 5.0m處孔壓隨時間的變化
展開 在動力分析中使用無限元
該例有2個重點：
（1）無限元需不需要設置初始應力（不要，能自動平衡）
（2）無限元對動力分析的意義（避免人為截斷邊界上波的折射和反射）
除上述兩點之外，本節介紹了如何創建無限元。
2、建模
（1）在Part中創建一個二維平面變形體，長、寬均為10（圖1）。創建集合fem，包含所有區域。利用partition edge將頂面切割為0.3m和0.7m的兩段，方便后期加載用。將右側邊定義為集合A，底邊定義為集合B，方便后期設置無限元用。
圖1
（2）Property模塊中創建材料Material-1（extended Drucker-Prager model），密度1000（本例中力的單位為N，長度單位為m，時間單位為s，質量單位kg），參數設置見圖2。
圖2
創建截面屬性，并分配給fem區域。
（3）拼裝后進入step模塊。依次建立三個dynamic，explicit分析步，分析步時長分別為5e-3,8e-3,6.7e-2。這三個分析步的作用分別為施加重力荷載并設置初始應力（建立平衡狀態），在地基表面瞬間施加壓力（200000），待壓力波傳遞。將輸出控制調整為every time increment（一般沒必要取這么多）。
（4）進入Load模塊，將左側設置為對稱邊界條件（或u1=0），右側和底部后續會設置無限元。在第一步中對地基設置重力荷載（重力加速度）-10，第二步地基表面設置Pressure（大小2000）。設置初始應力，初始應力的大小應與重力相對應，為三角形分布（圖3）
圖3
（5）劃分網格，將fem區域劃分為0.5*0.5的CPE4R。
展開 分層填筑加筋土擋墻，Abaqus 巖土仿真
但算例中自重荷載是一次性施加的，并未考慮擋墻“分層填筑”的實際情況。
geogrid 前處理插件
本文借助 geogrid 加筋土擋墻前處理插件（https://www.yqgqt.org.cn/content/post/441859），輕易實現了10層填土的“分層填筑”前處理過程。
對于多層加筋土的分層填筑模擬是十分繁瑣的，比如：需要對建立多個“筋土界面”；使用生死單元時需要定義多個筋土集合；定義多個分析步并逐個進行“單元生死”的設置；為每層土定義自重荷載并設置生效時刻。大量的重復操作既容易出錯，又耗費時間。如果需要進行多次試算，效率極低！
以下是部分設置的截圖，可以直觀的感受到設置的繁瑣程度。但是在 geogrid 前處理插件中，只需要在命令欄輸入幾條命令就能完成所有的前處理工作，效率得到極大提高，而且避免了操作的失誤。
加筋體內塑性應變的發展過程（3層~10層）
以下是重力一次性施加的情況（墻面傾向左側）：
可見，分層填筑時，加筋土內的塑性應變發展得慢一些。
墻身位移云圖對比
分層填筑得到的墻身位移云圖如下，最大位移為 15.9mm。（擋墻底邊約束了x、y方向位移）
可見，分層填筑模擬得到的墻身變形更符合實際情況。
下面是自重荷載一次性施加的位移云圖，最大位移為 21.4 mm。（擋墻底邊約束了x、y方向位移，）
geogrid 前處理插件下載鏈接：（https://www.yqgqt.org.cn/content/post/442169）
展開 