ABAQUS粘弹性边界及地震荷载施加的简单实现.pdf

在结构抗震分析中，粘弹性边界是一种常用的地基边界处理方法，它能够考虑地基辐射阻尼，使得结构抗震的计算结果更合理。ABAQUS是一款功能强大的有限元分析软件，可用于进行结构响应分析。本文将介绍如何在ABAQUS中实现粘弹性边界及地震荷载的施加。 在ABAQUS中实现粘弹性边界主要有三种方法： 1. 使用ABAQUS自有的弹簧单元spring和阻尼单元dashpot实现。这种方法相对精确，但需要注意正确的单元参数选择。 2. 通过UEL（User Element）子程序实现。UEL子程序允许用户自定义单元的材料行为和几何特性，这适用于更复杂的行为模拟。 3. 使用等效单元替代方法。该方法通过在地基周围增加一层单元，并设置近似材料参数来模拟粘弹性边界。这种方法的精度较差，但实现起来相对简单。 在本文中，作者选择了第一种方法实现粘弹性边界，操作相对繁琐。对于地震荷载的输入，作者尝试了两种不同的思路： 一种方法是通过DLOAD和UTRACLOAD两个子程序实现。DLOAD子程序用于施加边界面上的法向荷载，而UTRACLOAD用于施加切向荷载。另一种方法是先计算出边界上每个节点每个时刻的力，然后将这些力作为幅值数据导入ABAQUS，施加到相应的节点上。 作者最初打算结合两种方法的优点来实现粘弹性边界和地震荷载的施加，但发现实际操作中存在困难。最终，作者统一采用了一种方法实现，并用MATLAB语言生成了ABAQUS的input文件。 为了在MATLAB中生成ABAQUS的input文件，需要准备一些必要的数据文件，例如： - boundary1~5.rpt：这些文件是从ABAQUS反力文件中提取的反力文件，包含了地基边界上节点的控制面积信息。 - coord_point.rpt：包含5个边界面上节点坐标的文件。 - DIS.txt和VEL.txt：分别包含三个方向上地震波的位移和速度信息。 - job-996.inp：模型文件。 - Amplitude.inp：存储边界节点上随时间变化的所有集中力荷载数据。 - load.inp：包含将Amplitude.inp里的幅值施加到对应节点的荷载命令。 - springs&dashpot.inp：模型地基边界施加弹簧阻尼器的文件。 在生成input文件后，需要将其正确地插入到模型文件中。具体操作是找到关键字*EndAssembly，并将springs&dashpot.inp文件放在其前面，Amplitude.inp放在其后面，load.inp则放在LOADS部分。 在编写MATLAB程序时，需要注意根据模型修改相关参数。程序的输出为三个文件：springs, dashpot和inp文件。这些文件为ABAQUS分析提供了必要的数据和命令。 通过ABAQUS软件进行结构抗震分析时，粘弹性边界和地震荷载的施加是两个重要的步骤。本文介绍的实现方法以及MATLAB程序的使用，能够帮助工程师更高效地完成相关分析工作。在实际操作过程中，工程师需要根据具体情况进行参数选择和调整，以保证分析的精确性和可靠性。