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考虑损伤的混凝土用户材料子程序二次开发及验证

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建筑结构 2013年第S2期43卷 555-558页

作者：胡晓斌向浩李文霞武汉大学土木建筑工程学院武汉430072 宁波世茂新城房地产有限公司宁波315000

基于《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)给出的考虑损伤的混凝土本构关系,利用ABAQUS软件提供的二次开发接口,分别开发了隐式混凝土用户材料子程序UMAT及显式混凝土用户材料子程序VUMAT。采用开发的用户材料子程序,首先计算了与给... 详细信息

基于《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)给出的考虑损伤的混凝土本构关系,利用ABAQUS软件提供的二次开发接口,分别开发了隐式混凝土用户材料子程序UMAT及显式混凝土用户材料子程序VUMAT。采用开发的用户材料子程序,首先计算了与给定应变历程对应的应力-应变滞回曲线,然后对不同荷载作用下的钢筋混凝土柱和平面框架进行了模拟,对其分别在材料、构件和结构层次上进行了验证。结果表明开发的混凝土用户材料子程序具有较高的计算精度和效率,能较好地模拟钢筋混凝土构件或结构的静力或动力性能。

关键词：损伤混凝土本构关系二次开发用户材料子程序

考虑损伤的混凝土用户材料子程序二次开发及验证

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考虑损伤的混凝土用户材料子程序二次开发及验证

考虑损伤累积的圆钢管本构模型力学行为特点与数值分析

城市地下空间综合开发技术交流会

作者：胡晓斌向浩李文霞武汉大学土木建筑工程学院

基于《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）给出的考虑损伤的混凝土本构关系,利用ABAQUS软件提供的二次开发接口,分别开发了隐式混凝土用户材料子程序UMAT及显式混凝土用户材料子程序VUMAT。采用开发的用户材料子程序,首先计算了与... 详细信息

基于《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）给出的考虑损伤的混凝土本构关系,利用ABAQUS软件提供的二次开发接口,分别开发了隐式混凝土用户材料子程序UMAT及显式混凝土用户材料子程序VUMAT。采用开发的用户材料子程序,首先计算了与给定应变历程对应的应力-应变滞回曲线,然后对不同荷载作用下的钢筋混凝土柱和平面框架进行了模拟,对其分别在材料、构件和结构层次上进行了验证。结果表明开发的混凝土用户材料子程序具有较高的计算精度和效率,能较好地模拟钢筋混凝土构件或结构的静力或动力性能。

关键词：损伤混凝土本构关系二次开发用户材料子程序

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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工程科学与技术 2023年第4期55卷 179-187页

作者：贺盛周奕彤夏鑫杨红涛于鹏广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西博世科环保科技股份有限公司广西南宁530007 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004

由于单层网壳结构主要以圆钢管为主,因此圆钢管本构模型更适用于研究单层网壳结构的力学行为。为探究材料损伤累积对单层网壳结构动力响应的影响,本文以圆钢管考虑损伤累积的本构模型为研究对象,通过与Prandtl–Reuss材料本构模型在屈... 详细信息

由于单层网壳结构主要以圆钢管为主,因此圆钢管本构模型更适用于研究单层网壳结构的力学行为。为探究材料损伤累积对单层网壳结构动力响应的影响,本文以圆钢管考虑损伤累积的本构模型为研究对象,通过与Prandtl–Reuss材料本构模型在屈服准则、弹性刚度矩阵、弹塑性刚度矩阵、加载准则、流动法则及应力跌落等方面的对比,分析其力学行为特点,给出其数值积分格式,并基于有限元软件ANSYS开发了考虑损伤累积的用户材料子程序,采用该子程序研究单层网壳在强震作用下的动力响应。结果表明:Prandtl–Reuss材料模型高估了单层网壳结构的抗震性能,考虑材料损伤累积的结构失效时,结构动力极限荷载相比于P–R模型降低了12.24%,绝大多数杆件全截面屈服,形成大量塑性区带。一方面,损伤累积效应会降低结构的动力极限荷载,扩大损伤分布,加深损伤程度,加速结构破坏进程;另一方面,也将造成结构的失效模式由动力失稳向强度破坏转变。本文基于有限元软件ANSYS开发的考虑圆钢管损伤累积的材料子程序具有较高的计算精度,且其数值积分策略及用户材料子程序有效、可行,能够为单层网壳结构的抗震性能提供更加精确的分析与工程设计。

关键词：圆钢管损伤积累力学行为特点数值积分格式应力跌落用户材料子程序

形状记忆合金超弹性缆索力学行为的有限单元法

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机械工程学报 2020年第14期56卷 65-72页

作者：康泽天王志勇周博薛世峰中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院青岛266580

由于涉及材料和接触双重非线性问题,很难建立描述形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)超弹性缆索力学行为的理论模型,为了克服试验成本高和易受环境因素影响的缺点,基于形状记忆因子概念和SMA本构模型,推导了适于有限单元法的增量型SM... 详细信息

由于涉及材料和接触双重非线性问题,很难建立描述形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)超弹性缆索力学行为的理论模型,为了克服试验成本高和易受环境因素影响的缺点,基于形状记忆因子概念和SMA本构模型,推导了适于有限单元法的增量型SMA本构模型。利用ABAQUS二次开发功能,考虑相变过程中SMA弹性模量的变化,编写了SMA用户材料子程序,实现了SMA超弹性缆索力学行为的有限元单元法。利用建立的有限单元法对SMA超弹性缆索的相变和力学行为进行数值模拟,并将数值结果与文献中试验结果进行了对比验证,在此基础上,分析了SMA超弹性缆索外线股螺距对缆索整体力学行为的影响。计算结果及其与试验结果的对比表明,提出的有限单元法能有效描述和预测SMA超弹性缆索在拉伸过程中的相变和力学行为,SMA超弹性缆索外线股轴线螺距对缆索整体相变和力学行为有明显影响,研究工作可为SMA超弹性缆索设计及工程应用提供计算方法与技术指导。

关键词：形状记忆合金超弹性缆索有限单元法 ABAQUS 用户材料子程序

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基于连续损伤力学的铝车身涂层抗划伤能力

吉林大学学报（工学版） 2019年第3期49卷 829-835页

作者：庄蔚敏王鹏跃解东旋陈延红吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 一汽-大众汽车有限公司长春130011 帝国理工学院航空系

开展了基于连续损伤力学(CDM)的涂层抗划伤能力仿真研究,建立了损伤力学材料模型。通过有限元软件ABAQUS提供的子程序(VUMAT)接口,将该材料模型嵌入到ABAQUS求解器。以裂纹横穿涂层的压头反力来衡量涂层的抗划伤能力,预测涂层抗划伤能... 详细信息

开展了基于连续损伤力学(CDM)的涂层抗划伤能力仿真研究,建立了损伤力学材料模型。通过有限元软件ABAQUS提供的子程序(VUMAT)接口,将该材料模型嵌入到ABAQUS求解器。以裂纹横穿涂层的压头反力来衡量涂层的抗划伤能力,预测涂层抗划伤能力。研究发现:用所建立的自定义材料模型对涂层划伤进行分析,不仅可以得到涂层的应力分布,而且可以预测涂层在载荷作用下裂纹的产生和扩展趋势;涂层对划伤速度高的载荷具有更高的抵抗划伤能力,涂层厚度对涂层抗划伤能力也有一定影响;而基体材料性能和基体厚度对涂层抗划伤能力的影响很小,研究结论可以为涂层材料的优化设计提供理论支持。

关键词：涂层材料连续损伤力学用户材料子程序抗划伤能力

级配碎石基层材料各向异性对沥青路面力学性能影响研究

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级配碎石基层材料各向异性对沥青路面力学性能影响研究

作者：焦彦鹏燕山大学

学位级别：硕士

目前国内外的沥青路面设计方案多将基层级配碎石视为各向同性线弹性材料,这与工程中级配碎石表现的各向异性、非线性弹性力学特性有所不同。针对这一问题,为进一步完善沥青路面结构设计计算理论,本文采用有限元的方法,将级配碎石视为非... 详细信息

目前国内外的沥青路面设计方案多将基层级配碎石视为各向同性线弹性材料,这与工程中级配碎石表现的各向异性、非线性弹性力学特性有所不同。针对这一问题,为进一步完善沥青路面结构设计计算理论,本文采用有限元的方法,将级配碎石视为非线性各向异性材料,建立沥青路面模型。通过对比是否考虑非线性弹性级配碎石材料正交各向异性的沥青路面及裂缝扩展的评价指标数据,分析材料正交各向异性对路面模型力学性能及裂缝扩展的影响。具体研究内容如下:首先,基于材料各向异性基本理论,结合国内外相关研究成果,对各向异性本构关系中的柔度矩阵进行分析。在此基础上,针对非线性弹性正交各向异性材料柔度矩阵的特点,对有限元模型中非线性用户材料(UMAT)子程序N37AR进行二次开发,编写正交各向异性级配碎石基层材料有限元模型的UMAT子程序。其次,考虑沥青混合料粘弹性,非线性级配碎石材料正交各向异性,建立基层各向异性的沥青路面有限元模型,分析级配碎石材料正交各向异性对沥青路面力学性能的影响。计算结果表明:轮隙弯沉、基层层底横向主应力随正交各向异性增大而减小。基层层底剪应力随横向各向异性的增大而减小。当材料为横观各向同性,竖向各向异性系数为0.20时,基层层底剪应力最大;竖向各向异性系数为0.10时,基层层底剪应力最小。当材料横向各向异性系数为0.2,纵向各向异性系数为0.20时,基层层底剪应力最大;纵向各向异性系数为0.10时,基层层底剪应力最小。再次,在路面模型车辆荷载带外侧添加裂缝,建立基层开裂沥青路面模型,研究级配碎石正交各向异性对裂缝扩展的影响。研究发现:J积分随级配碎石竖向各向异性增大而减小。当纵向各向异性系数为0.2,横向各向异性系数为0.05时,J积分最大;横向各向异性系数为0.10时,J积分最小。当横向各向异性系数为0.2,纵向各向异性系数为0.10时,J积分最大;纵向各向异性系数为0.20时,J积分最小。最后,设计灰色关联度计算方案,研究级配碎石正交各向异性对沥青路面力学性能和基层裂缝扩展影响的大小。由分析数据可知,轮隙弯沉、基层层底横向主应力受纵向各向异性影响最大,基层层底剪应力、J积分受竖向各向异性影响最大。

关键词：沥青路面级配碎石正交各向异性用户材料子程序灰色关联度理论

基于实验的钛合金优化动态本构模型与有限元模拟

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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材料导报 2016年第24期30卷 137-142页

作者：李云飞曾祥国盛鹰穆怀四川大学建筑与环境学院成都610065 中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621900

为确定钛合金材料的Johnson-Cook模型中5个待定本构参数,克服传统单因素分析法的弊端并提高参数识别效率和精度,采用拉丁超立方抽样、Spearman秩相关分析的参数敏感度整体分析方法,并在参数敏感度分析结果和基本遗传算法的基础上,建立... 详细信息

为确定钛合金材料的Johnson-Cook模型中5个待定本构参数,克服传统单因素分析法的弊端并提高参数识别效率和精度,采用拉丁超立方抽样、Spearman秩相关分析的参数敏感度整体分析方法,并在参数敏感度分析结果和基本遗传算法的基础上,建立了一种基于改进小生境算法、可疑峰值点判断策略和局域精确搜索技术的改进遗传算法,基于实验数据建立了精细的钛合金Johnson-Cook本构模型。采用隐式应力积分法将该模型嵌入到ABAQUS用户材料子程序UMAT中,并通过隐函数求导方法推导出一致切线刚度矩阵。通过ABAQUS有限元软件对钛合金材料的动态响应进行数值模拟分析,计算结果与已有的实验数据吻合良好,UMAT子程序的准确性得到验证,可用于钛合金材料的动态响应预测分析中。

关键词：钛合金动态本构模型数值模拟用户材料子程序

Glass/Epoxy复合材料叠层板面内剪切连续损伤模型

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复合材料学报 2013年第5期30卷 201-208页

作者：庞宝君陈勇郑伟丰硕哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150080

为确定S2玻璃纤维/环氧树脂(S2-Glass/Epoxy)叠层复合材料面内剪切应力-应变关系,对S2-Glass/Epoxy叠层复合材料面内剪切拉伸载荷下的弹、塑性连续损伤本构模型及应用进行了研究。基于平面应力状态下的连续损伤力学模型,通过典型面内剪... 详细信息

为确定S2玻璃纤维/环氧树脂(S2-Glass/Epoxy)叠层复合材料面内剪切应力-应变关系,对S2-Glass/Epoxy叠层复合材料面内剪切拉伸载荷下的弹、塑性连续损伤本构模型及应用进行了研究。基于平面应力状态下的连续损伤力学模型,通过典型面内剪切拉伸实验,分别建立了忽略塑性应变和考虑塑性应变的两种连续损伤力学(CDM)模型,并确定相关参数。通过ABAQUS/Explicit用户子程序VUMAT接口,分别采用两种CDM模型对S2-Glass/Epoxy叠层复合材料面内剪切拉伸实验进行有限元数值计算,与实验结果对比,验证模型可靠性,并分析单元类型对有限元计算结果的影响。研究结果表明:忽略塑性应变的CDM模型可以很好地预测复合材料面内剪切失效强度,但不能较好地预测其非线性力学响应;考虑塑性应变,将塑性硬化与损伤耦合后的CDM模型则能较好的预测复合材料非线性力学响应和面内剪切失效强度;该平面应力状态下建立的CDM模型可用于壳单元进行复合材料有限元数值计算,横向剪切作用导致传统壳单元数值计算的载荷位移曲线略低于平面应力单元计算结果;减缩积分算法有利于提高有限元数值计算结果的准确性。

关键词： Glass Epoxy 面内剪切塑性硬化连续损伤用户材料子程序

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基于ABAQUS的屈曲约束支撑开发与应用

建筑结构 2019年第S02期49卷 479-484页

作者：张慎程明王杰孟仲永中南建筑设计院股份有限公司武汉430071

本文基于材料用户子程序接口在ABAQUS中实现了Bouc-wen模型材料本构建模,并将其应用于屈曲约束支撑的建模分析。将屈曲约束支撑滞回分析计算结果与试验结果进行比较,一方面验证了Bouc-wen模型的适用性,另一方面也验证所编制的用户子程... 详细信息

本文基于材料用户子程序接口在ABAQUS中实现了Bouc-wen模型材料本构建模,并将其应用于屈曲约束支撑的建模分析。将屈曲约束支撑滞回分析计算结果与试验结果进行比较,一方面验证了Bouc-wen模型的适用性,另一方面也验证所编制的用户子程序的正确性。应用该用户子程序能够方便地考察屈曲约束支撑的屈服情况、滞回性能以及耗能情况,为屈曲约束支撑的模拟提供了思路。此外,还将该用户子程序应用于超高层结构和空间结构的减震性能分析,基于整体结构的动力非线性分析讨论了屈曲约束支撑的减震效果。

关键词：屈曲约束支撑用户材料子程序 ABAQUS Bouc-wen模型