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

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

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
ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的图4

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

(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。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。

动力学abaqus隐式计算原理ABAQUS二次开发abaqus软件UEL

ABAQUS UEL 二次开发(Koyna混凝土坝地震动力响应分析)的评论2条

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