研究成果

结构动力弹塑性与倒塌分析( I) * ———滞回曲线改进、ABAQUS 子程序开发与验证

发布时间:2015/2/4阅读次数:3064次

结构动力弹塑性与倒塌分析( I)  点击下载

摘要: 详述并明确了钢材静态损伤滞回模型中3 种类型加卸载路径,重点改进了混凝土滞回规则中再加载路径拐点前的二次曲线与拐点后的直线规则,定义了再加载至骨架曲线的刚度退化指数型表达式。进而,开发了直接能够与ABAQUS 主程序保持数据相互调用的UMAT 隐式和VUMAT 显式算法子程序,并给出子程序与ABAQUS 主程序链接的框架示意图。最后,通过5 种具有试验结果的构件对所开发程序加以检验。结果表明: ( 1) 改进的混凝土再加载滞回规则可较好描述混凝土加载曲线,克服了二次型规则的再加载曲线与卸载曲线在拐点前相交的可能性,体现了拐点后再加载至骨架曲线的刚度退化; ( 2) 开发实现的隐式算法UMAT 与显式算法双精度VUMAT子程序不仅可行,而且具有足够的计算精度。
关键词: 滞回模型; 弹塑性; ABAQUS; UMAT; VUMAT
结语
    本文作为系列研究的第I 部分工作,主要涉及本构与子程序开发等方面内容,简要总结如下:
( 1) 改进了混凝土卸载再加载曲线规则并给出具体表达式,定义了再加载段拐点之后刚度退化参数。
( 2) 给出并重点论述了UMAT 和VUMAT 与ABAQUS 链接的框架示意图,并给出相关注记。
( 3) 开发并实现了适用于隐式算法UMAT 的子程序以及适用于显式算法的双精度VUMAT 的子程序。
( 4) 验证了本文改进的混凝土再加载规则与所开发程序的可行性和计算精度。首先考察了两种算法( 隐式和显式法) 对单一材料( 钢筋和素混凝土) 构件的计算结果,进而考察了对混合材料( 钢筋混凝土、钢管混凝土和型钢混凝土) 的计算结果,并与试验结果相对比。
 本文的理论基础和本构改进、程序开发以及试验验证,可为实际工程计算提供可靠性保证。