ABAQUS巖土工程實例詳解
關注創建者：LUT 創建時間：2017-03-31
ABAQUS巖土工程實例詳解的視頻教程
ABAQUS巖土工程實例詳解視頻教程（51章完結）
對《ABAQUS巖土工程實例詳解》一書中的大部分例題進行了錄制，在視頻中詳細講解了每個例子從建模到后處理的全周期過程，糾正了課本中的某些錯誤，并在此基礎上進行了一些知識點的補充，幫助大家來快速學習ABAQUS這套軟件。 微信號:yi-hao-yuan-chaung
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ABAQUS巖土工程實例詳解的實例教程
ABAQUS軟件廣泛應用于巖土工程有其技術方面的必然性。概括起來，ABAQUS的優勢可以歸納為如下幾個方面：
（1）合理的材料本構模型是進行正確分析的關鍵因素，ABAQUS提供了眾多的巖土材料本構模型，能夠真實地反映土體性狀，如土體的剪脹性、屈服性等，適用于從黏土、砂土到巖石的各種巖土材料。ABAQUS擁有摩爾庫侖模型、Cam-Clay模型、Druker-Prager模型等模型，其中Cam-Clay模型是目前很多有限元軟件沒有提供的。另外，ABAQUS提供了開放、靈活的二次開發平臺，通過自定義子程序用戶可以建立特定的模型、實現特定的功能。
（2）土體是典型的三相體，其有效應力對土體的強度及變形影響較大。ABAQUS中的孔壓單元，可進行土體的固結、滲透分析，以滿足這一需求。ABAQUS中的Soil分析步，不僅提供了流固耦合的穩態滲流、瞬態固結的功能，而且提供了針對非飽和土的分析功能。
（3）ABAQUS提供了Geostatic分析步，可準確、靈活得建立濕土（考慮靜水壓力的影響）和干土（不考慮靜水壓力的影響）初始應力狀態。
（4）ABAQUS強大的接觸功能，可正確模擬土體與結構之間的脫開、滑移等現象。
（5）巖土工程往往涉及到復雜的邊界、載荷條件，因此軟件必須具有處理復雜工況的能力。ABAQUS提供了方便的單元生死功能，用于模擬建筑結構的施工過程；還提供了無限元，以模擬地基無窮遠處的邊界條件。
綜合以上特點，ABAQUS可處理巖土工程的大部分問題，在該領域具有優秀的適用性。
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展開 ABAQUS軟件廣泛應用于巖土工程有其技術方面的必然性。概括起來，ABAQUS的優勢可以歸納為如下幾個方面：
（1）合理的材料本構模型是進行正確分析的關鍵因素，ABAQUS提供了眾多的巖土材料本構模型，能夠真實地反映土體性狀，如土體的剪脹性、屈服性等，適用于從黏土、砂土到巖石的各種巖土材料。ABAQUS擁有摩爾庫侖模型、Cam-Clay模型、Druker-Prager模型等模型，其中Cam-Clay模型是目前很多有限元軟件沒有提供的。另外，ABAQUS提供了開放、靈活的二次開發平臺，通過自定義子程序用戶可以建立特定的模型、實現特定的功能。
（2）土體是典型的三相體，其有效應力對土體的強度及變形影響較大。ABAQUS中的孔壓單元，可進行土體的固結、滲透分析，以滿足這一需求。ABAQUS中的Soil分析步，不僅提供了流固耦合的穩態滲流、瞬態固結的功能，而且提供了針對非飽和土的分析功能。
（3）ABAQUS提供了Geostatic分析步，可準確、靈活得建立濕土（考慮靜水壓力的影響）和干土（不考慮靜水壓力的影響）初始應力狀態。
（4）ABAQUS強大的接觸功能，可正確模擬土體與結構之間的脫開、滑移等現象。
（5）巖土工程往往涉及到復雜的邊界、載荷條件，因此軟件必須具有處理復雜工況的能力。ABAQUS提供了方便的單元生死功能，用于模擬建筑結構的施工過程；還提供了無限元，以模擬地基無窮遠處的邊界條件。
綜合以上特點，ABAQUS可處理巖土工程的大部分問題，在該領域具有優秀的適用性。
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雖然Abaqus也存在這樣的問題，但總體上還是能滿足巖土數值分析的特定需求的。本文簡單羅列了Abaqus在巖土數值分析中能實現的功能。
一、初始條件類
1）初始應力場（含孔壓場）
2）初始孔隙比
3）初始飽和度
4）初始溫度分布
5）初始場變量
二、分析步類型
1）總應力分析
2）有效應力
固結分析（飽和土、非飽和土）
3）熱-力-流耦合分析（同時考慮固結和傳熱）
4）動力分析
需要注意ABAQUS尚不能進行有效應力動力固結問題。
三、材料模型
1）線彈性（可考慮彈性模量隨某變量（如深度）的變化）
2）莫爾庫倫（常用于砂土、顆粒材料）
3）D-P（可加帽蓋）
4）修正劍橋模型（這也是ABAQUS優于其它一般通用有限元軟件的地方）
5）用戶自定義材料（非常靈活）
四、接觸功能
1）ABAQUS中提供了三種接觸算法。general contact（通用接觸）、contact pairs（接觸對）和contact elements（接觸單元）。通用接觸一般在顯式算法中使用，在顆粒流等包含大規模接觸面等問題中尤其方便。
2）可模擬不同材料界面的力學和溫度相互作用（Interaction），如樁-土接觸面等。
3）ABAQUS提供了不同的約束條件，如Embedded region可模擬土釘，加筋土等。Tie可將兩個區域綁定在一起，網格劃分不連續時也可使用這一功能。
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巖土工程實例詳解》
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1. 某P2混動車輛駕駛性分析應用舉例
為了客觀地評估駕駛性能，操縱工況是必要的，代表主要駕駛情況的舒適性和性能評估。典型的操縱工況包括：加速，驅動，恒速，換檔，Tip-In和Tip-Out。此外，還要定義駕駛性客觀標準和相關的可測量參數，如下表所示。
1.1 參數的獲取
為了在虛擬(仿真)環境中提供關于駕駛性能的準確描述
“ 子結構和子模型什么區別？如何使用它們？-通過2個工程案例學習Abaqus中的子結構與子模型分析技術”
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來源：iCAETube
Abaqus對基于面的接觸建模，提供了兩種方法:
通用接觸:允許通過單個交互定義模型的多個或所有區域之間的接觸，可以相互作用的表面包括接觸域，并可以跨越模型的許多不連通區域。
接觸對：描述兩個表面之間的接觸，需要更加仔細定義接觸，必須定義每一種可能的接觸對相互作用；對所涉及的表面類型有許多限制。
▲ 通用接觸 和 接觸對
通用接觸算法：
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ABAQUS中提供有生死單元的功能，該功能主要應用在土木隧道開挖以及焊接等相關分析中，今天給大家舉一個簡單的例子介紹其使用方式(用二維平面模型進行分析，不具備實際意義)：
圖1 模型認識
回顧一下ABAQUS的有限元分析流程：
圖2 ABAQUS有限元分析流程
問題描述：
常使用有限元仿真軟件進行工藝分析的仿真工程師應有一套自己材料參數庫，這一章主要介紹在 ANSYS Workbench 中新建材料庫并在該庫中新建材料的方法以及新材料庫的導入。
1. 新建材料庫
雙擊打開 ANSYS Workbench 文件后，在 Toobox 工具欄中的 Component Systems 中找到 Engineering Data 并將其拖到 Project
一般來說，通用商業有限元軟件的前后處理功能強大、單元庫豐富，但對特定領域的適應性要差一些。雖然Abaqus也存在這樣的問題，但總體上還是能滿足巖土數值分析的特定需求的。本文簡單羅列了Abaqus在巖土數值分析中能實現的功能。
