ABAQUS在能源工程中的算例和應(yīng)用的案例
算例丨Abaqus軟件中陶瓷本構(gòu)模型及侵徹?fù)p傷失效數(shù)值計(jì)算應(yīng)用實(shí)例
圖1 3種JH陶瓷本構(gòu)模型
雖然Johnson、Holmquist等人對陶瓷的本構(gòu)模型開展了大量的研究，將陶瓷材料的響應(yīng)分為完整和失效兩種狀態(tài)，但實(shí)際加載時應(yīng)力狀態(tài)較為復(fù)雜，通過JH本構(gòu)模型反映其損傷失效過程仍較為粗糙?，F(xiàn)有的JH本構(gòu)中，彈性未損傷段參數(shù)多為根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，但陶瓷損傷失效段參數(shù)則多為根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果擬合得出。
1 數(shù)值計(jì)算軟件中本構(gòu)模型
陶瓷由于其波速高、模量大，具有良好的抗侵徹性能，在各類型裝甲設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。而JH本構(gòu)形式簡單，易于理解，已成為Abaqus、LS-DYNA和Autodyn等商用軟件的內(nèi)嵌本構(gòu)模型，可一定程度上滿足日常使用及工程計(jì)算要求。
對于陶瓷材料Abaqus幫助中給出了3種本構(gòu)模型，Extended Drucker-Prager本構(gòu)（以下簡稱DP本構(gòu)）、JH-2和JHB本構(gòu)模型。DP本構(gòu)多用來模擬巖土材料（粒狀土壤和巖石），擴(kuò)展DP本構(gòu)給出的應(yīng)力與壓力的關(guān)系也與JH本構(gòu)中未損傷時應(yīng)力與壓力的關(guān)系類似，其損傷段定義采用等效塑性應(yīng)變與應(yīng)力三軸度的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行定義，狀態(tài)方程采用Mie-Grüneisen形式（詳見Abaqus相應(yīng)部分幫助）。
Abaqus官方幫助中給出的JHB本構(gòu)模型參數(shù)如表1所示。其中標(biāo)紅部分與Abaqus幫助（2021版本）不同，應(yīng)為幫助原文疏漏。
表1 JHB本構(gòu)模型參數(shù)
JHB本構(gòu)模型的應(yīng)力與壓力關(guān)系主要分為完整（Intact）和損傷（Failed）兩部分，表1中下標(biāo)帶有 i 的即為完整部分相應(yīng)參數(shù)，下標(biāo) f 即代表損傷部分參數(shù)；雖然JHB本構(gòu)模型公式中考慮了脆性材料的相變特性，表1標(biāo)藍(lán)部分參數(shù)應(yīng)為對應(yīng)的相變參數(shù)，但幫助中全部設(shè)置為0，推知官方幫助中給出的這組參數(shù)不能考慮陶瓷相變的影響。
Abaqus官方幫助中給出的JH-2本構(gòu)模型參數(shù)如表2所示。
展開 USDFLD子程序在基于ABAQUS開展多孔介質(zhì)（油氣工程為例）流-固耦合分析中的應(yīng)用
儲層開發(fā)過程的材料參數(shù)會隨孔壓和有效應(yīng)力等發(fā)生變化，儲層開發(fā)過程地質(zhì)力學(xué)模擬就需要通過一定手段
實(shí)現(xiàn)物性參數(shù)的實(shí)時變化。
為此，本教程開發(fā)啦USDFLD子程序用于實(shí)現(xiàn)上述目的。
1、隨著油氣資源的開發(fā)，儲層等多孔介質(zhì)應(yīng)力和孔壓等會發(fā)生變化。同時，油氣儲層等多孔介質(zhì)的屬性受多種因素影響，例如應(yīng)力和孔隙壓力；
2、ABAQUS默認(rèn)條件下，Property模塊只能設(shè)置恒定材料屬性，沒法反映儲層特性隨應(yīng)力和孔壓等因素對材料屬性的影響；
3、USDFLD子程序是最常用的子程序，通過設(shè)置和編程可以實(shí)現(xiàn)對油氣開發(fā)過程中材料屬性的動態(tài)控制，進(jìn)而更準(zhǔn)確的模擬工程實(shí)際情況；
4、使用USDFLD子程序時，常規(guī)屬性（彈性模量等力學(xué)屬性）可以通過界面直接完成，而滲流參數(shù)（滲透系數(shù)和孔隙比）則需要修改INP文件或Keywords實(shí)現(xiàn)，本教程給出了實(shí)現(xiàn)方法；
5、通常，使用USDFLD開展有限元模擬時基本全是設(shè)置一個場變量，本教程給出了應(yīng)力和孔壓同時（兩個場變量）影響儲層滲透率時的USDFLD設(shè)置方法；
6、本教程可以用于油氣開發(fā)過程，也可以用于涉及到多孔介質(zhì)流固耦合分析的其他領(lǐng)域；
7、第一次錄制視頻教程，有瑕疵和紕漏，請大家提出講得不清楚的地方，或不理解的地方，以便在后續(xù)過程中更新教程.
感謝大家的支持！！
HTTP：USDFLD子程序在基于ABAQUS開展多孔介質(zhì)（油氣工程為例）流-固耦合分析中的應(yīng)用
展開 abaqus 在隧道和地下工程中的應(yīng)用
如題
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