有限性元特辑II 初始地应力平衡两种方法（实例）

1. 几何建模

长30m 高20m 长方形 2D shell

2. 材料属性

3.装配

4. 分析步定义

5. 载荷及边界条件

                                 约束左、右、下边

定义重力（整个Domain）；注意坐标系

6. 网格划分

使用减缩积分平面应变单元，CPE4R，自由化划分，全局尺寸1

7. 关键设置

在命令行中，输入 mdb.models['Model-1'].setValues(noPartsInputFile=ON)，按回 车键

8. 创建Job,提交分析

结果查看

9. 保存应力值

将分析得到的应力场保存为一个文本文件。

具体做法：打开分析得到的ODB文件， 选择菜单Report→Field Output,在下图所示的对话框中，选中积分点上的各个应力分量（对于二维问题，应力分量S11、S22、S33和S12；对于三维问题，还应选中S13和S23）。

Setup设置，在Name文本框中输入要保存的文件名(本例，soil.inp），取消对Append to file 的选择，在Write后面只选中Field Output !其余设置可默认。

注意，此处输出的应是当前分析步结束时的应力结果，因此上述对话框顶部的Step必须是Geostatic分析步，Frame必须是1。如果Frame是0，会看到输出的应力都是0。

10. 修改soil.inp

按照ABAQUS所要求的初始应力场文件格式，修改上述文件soil.inp中的内容。具体方法为： 用Excel(或WPS表格)打开上述文件soil.inp，在”文本文件导入向导”的步骤1中选择“分隔符号”，在步骤2中选择“Tab”键和“空格”键，这样soil.inp中的各列数据就成为Excel表格中的各个列。删除表格中开始几行的模型信息，再删除积分点编号所在的第2列数据（都为数字1），只保留单元编号和各个应力分量列，可将各个应力分量的科学计数法格式改为显示小数点后5位数字。修改前和修改后的数据如下：

修改前

修改后

下面将上述数据输出为以逗号分隔的文本文件soil.csv，

具体的方法是：在Excel中单击菜单“文件”→“另存为”，将文件类型设置为“CSV（逗号分隔）”，对于出现的提示信息，单击“是”，即可。

11.修改关键字，为模型定义初始应力场

1，手动添加关键字法

将原来的CAE模型另存为soil2.cae，选择菜单Model→Edit keywords,在*STEP语句之前添加以下语句：

*initial conditions,type=stress,input=soil.csv

修改前

 

修改后

12. 重新建立Job,提交分析

注意， 初始应力场文件soil.csv应该和新建的INP文件位于同一个路径下。

看地应力平衡的结果

注意， 初始应力场文件soil.csv应该和新建的INP文件位于同一个路径下。

可观察到，初始状态下（0时刻）， 模型就具有了一个初始应力场，这个应力场与上一个未加初始地应力的分析步结束时刻的应力场完全相同。

上面就已经完成了初始地应力平衡 ，接下来可以添加其他分析步（例如普通的静力分析步Static，General），定义接触和实际的荷载，并去掉前面第一步中临时边界条件。

Remark：也可用UltraEdit 处理CSV文件，而不选用EXCEL。唯一区别是，EXCEl有行数限制，当n>65536时，不能载入全部文件内容。

方法II

同样分两个步骤：

1.自动地应力平衡。

2.读取ODB文件结果定义初始应力。

同样形式如下：

精力有限，不想详述~

总结

初始地应力平衡，在岩土工程等中，非常重要与关键，需给予足够重视。当然，本教程足够简单，更深的问题未涉及~感兴趣的，请查阅相关资料！

(建议有个草稿箱，刚刚出错，内容全没了……）

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