免费二维有限元分析软件ADONIS计算步骤

1 引言

与HYRCAN一样，ADONIS是一个免费的二维有限元分析软件，ADONIS的用户界面提供了一个完整的交互式建模环境, 非常容易学习，在软件设计上，模仿了Phase2和FLAC的部分功能，下面简要描述使用这个软件的操作步骤。

2 单位设置

大多数数值模拟软件都不提供单位换算功能，输入数据的单位由用户自己提供，但必须符合单位一致性的规则，否则计算结果出错。当使用其它软件进行验证时(FLAC, Phase2)必须进行单位换算。

set("unit","stress-pa")

3 几何形状

ADONIS提供了输入dxf的功能，但目前还不能直接导入Phase2输出的dxf文件，必须在AotoCAD下重新保存一下才能输入。不幸的是，这样做的结果是把几何形状全部变成由line组成(line("startPoint",30,-30,"endPoint",30,30))，失去了由line组成的固有形状。

rect("startPoint",-30,-30,"endPoint",30,30)circle("centerPoint",0,0,"radius",5,"numSeg",20)

因此，使用脚本文件输入几何形状更便捷。

4 材料性质

ADONIS目前提供的材料模型有：Isoelastic，Mohr-Coulomb，Hoek-Brown, Modified Hoek-Brown, Cam-Clay, Strain-Softening，P-Hardening, Ubiquitous-joint. 还可以自定义本构模型。

material("create","IsoElastic","matid",1,"matname","Example","density",2500,"shear",2.8e+9,"bulk" 3.9e+9)material("assign","matid",1)

5 网格生成

ADONIS的网格目前只有两种：三节点的三角形和六节点的三角形单元，Phase2除此之外，还提供了四节点和八节点的四边形单元。

discretize("maxedge",1.5)triangle("maxedge",1.5)

6 边界条件

ADONIS提供了多种边界条件，对于地下开挖，边界的x,y固定即可。

applybc("xyfix","xlim",-34.384,42.255,"ylim",-32.520,32.520)

7 原岩应力

岩石工程地下开挖模拟，必须提供原岩应力。

initial("sxx",-30e6)initial("syy",-30e6)initial("szz",-30e6)

8 计算设置

计算设置在很大程度上影响着有限元分析的结果。下图比较了ADONIS与Phase2的计算设置。

solve()

9 结果显示

ADONIS提供了位移，应力，应变，孔隙压力的等值线图。

10 与Phase2比较

ADONIS计算的最大位移量是2.48cm;

Phase2计算的最大位移量是2.09cm.

结果数据可以输出为VTK文件，从而产生印刷质量的高质量图形。