ABAQUS中的能量平衡
ABAQUS中的能量名目非常丰富,有内能、动能、应变能、外部力做的功、阻尼耗能、塑性耗能、损伤耗能、时间相关量耗能、周边媒介耗能。。。这些能之间的关系如何,是如何保持能量守恒?
式中:Eu:内能;
Ek:动能;
Ef:模型接触摩擦耗能;
Eqb为周边媒介阻尼耗能;
最后以几张能量图作为范图,该图表达的是一核心筒受到ELCENTRO波时的动力时程反应分析。
能量图:动能:ALLWK(external work for whole model)
内能:ALLIE(internal energy for whole model)
外部荷载功:ALLKE(Kinetic energy for whole model)
内能、应变能、塑性耗能
内能:ALLIE(internal energy for whole model)
应变能:ALLPD(Platic dissipation for whole model)
塑性耗能:ALLSE(strain energy for whole model)
顺上耗能:ALLDMD(damage dissipation energy for whole model)
应变能:ALLPD(Platic dissipation for whole model)
关于本文网友的疑问:
根据庄茁老师《基于ABAQUS分析的有限元分析和应用》书中(9.6.1节)表述:整体模型的能量平衡可以写为:
ALLIE+ALLVD+ALLFD+ALLKE-ALLWK=ETOTAL=constant (公式1)
即,内能+粘性耗散能+摩擦耗散能+动能-外力功=常量
ALLIE=ALLSE+ALLPD+ALLCD+ALLAE (公式2)
即,内能=存储的应变能+非弹性耗散能+粘弹性耗散能(或者蠕变耗散能)+伪应变能
问题是:
1、ABAQUS中ALLWK指的是外荷载所做的功,我认为它应该等于其它能量项之和,比如说公式1中,外力功=内能+粘性耗散能+摩擦耗散能+动能,这样的话,ETOTAL应该是在0附近变化(<1%);如果我的理解有误,不知ETOTAL的物理含义是什么?
2、我分析的是结构在地震波作用下的反应,通过查看资料发现,能量方程有两种,即相对能量方程和绝对能量方程,相对能量方程是动力方程两边对“相对位移”积分得到的,绝对能量方程式动力方程两边对“绝对位移”积分得到的,我在ABAQUS帮助文件中没有找到这些能量项计算的公式说明,请问这些能量项的计算公式在哪本资料上能够查的到?还想再问下,如果求地震波输入结构中的能量,是否就是外力功ALLWK这项呢?
3、根据您博客中的内容,内能=弹性应变能(Es)+塑性能(Ep)+阻尼耗能(Ev)+蠕变耗能(Ec),而弹性应变能(Es)=损伤耗能(Ed)+可恢复能(Ee),这里的损伤耗能Ed是ABAQUS中变量ALLDMD(Damage dissipation energy)吗?它代表什么意思呢?
比对公式2,如果ALLSE指的是可恢复的弹性应变能,那么是否公式2中少了一项损伤耗能(Es),不知该怎么理解?

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