ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)
摘要:以平面线性四节点单元为例,分别采用有限元法和比例边界有限元法(SBFEM)在ABAQUS提供的UEL子程序接口进行二次开发,编写的UEL均包含动力计算部分,即采用HHT隐式时程积分法求解动力方程。将ABAQUS自带的CPS4单元、自编四节点等参单元和自编SBFEM的UEL三者进行对比。将以上三种单元应用到Koyna混凝土坝地震动力响应分析中,对比坝体关键点数据,验证三种单元的计算结果吻合良好。
(一)模型基本信息
(1)材料信息
坝体弹性模量:E = 31027 MPa,泊松比:0.15,密度:2643 kg/m3。
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图1](https://img.jishulink.com/202401/attachment/0d24cfbfa1bd44f19f4458277314237b.bmp)
坝体尺寸
(2)网格信息
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图2](https://img.jishulink.com/202401/attachment/40d6595969c74a69b078f5f841f35ff2.bmp)
模型网格
采用四节点单元离散坝体,共计1891个节点,1800个单元。
(二)Koyna混凝土坝模态分析
模态分析时将坝体底部设置固定边界,约束双向位移。
“ABAQUS”代表软件自带的四节点单元计算结果,“ABAQUS-CPS4”指的是用UEL实现的四节点单元计算结果,“UEL-SBFEM”指的是用UEL实现的SBFE单元计算结果,与“Chopra and Chakrabarti (1973)”的结果进行对比,可以看到三者计算精度基本保持一致。
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图3](https://img.jishulink.com/202401/attachment/780b35882a5e4979a1b0932cd8c2fc62.bmp)
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图4](https://img.jishulink.com/202401/attachment/d8bd149d4ec444bd9f61299fa356a627.bmp)
第1阶模态云图(分别为:ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM)
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图5](https://img.jishulink.com/202401/attachment/665cbda5057d45ffa4697422827d28c7.bmp)
第2阶模态云图(分别为:ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM)
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图6](https://img.jishulink.com/202401/attachment/4527381189f940a2b9723dc56c36ff8a.bmp)
第3阶模态云图(分别为:ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM)
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图7](https://img.jishulink.com/202401/attachment/726c7e5d7c2f4479b728d5f129eadb92.bmp)
第4阶模态云图(分别为:ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM)
(三)Koyna混凝土坝地震动力响应分析
在坝体底部边界输入加速度时程(地表水平向、竖直向加速度地震动记录见附件)。
(1)时程数据对比
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图8](https://img.jishulink.com/202401/attachment/c1288cfd3f5b4510a86e296b02463206.png)
坝顶-坝踵水平向相对位移时程
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图9](https://img.jishulink.com/202401/attachment/a87de04445104822a18eab2976ae57cf.png)
坝顶-坝踵竖直向相对位移时程
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图10](https://img.jishulink.com/202401/attachment/10e2f76f1b87454abbce8d55e0cceb6a.png)
坝顶-坝踵水平向相对速度时程
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图11](https://img.jishulink.com/202401/attachment/503a0fef484c4ed08d4672bc62354f7b.png)
坝顶-坝踵竖直向相对速度时程
(2)云图对比
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图12](https://img.jishulink.com/202401/attachment/fb4fcdcf9a98437889dd6bf13329f78f.bmp)
第4s水平向位移云图对比(分别为:ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM)
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图13](https://img.jishulink.com/202401/attachment/adb1cdd946f4400ba827983c0c54467d.bmp)
第4s水平向位移云图对比(分别为:ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM)
(3)峰值数据对比
统计三种情况的坝顶-坝踵相对数据峰值,比较表格如下。
![ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图14](https://img.jishulink.com/202401/attachment/20e65cb16abe42ddb012cb93940bbc64.bmp)
(四)附件
附件包括包含两个文件夹,分别为abaqus自带单元计算文件和自编uel计算文件(for文件加密后的obj文件)。不包含sbfem的相关计算文件。
注:帖子不定时更新,也可能永远不更新,慎重参考,如给您带来误导,深感抱歉。
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