ansys软件中修正剑桥模型的二次开发

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1、第31卷第3期岩土力学Vol.31No.32010年3月RockandSoilMechanicsMar.2010文章编号：1000－7598(2010)03－0976－05ANSYS软件中修正剑桥模型的二次开发1213关云飞，高峰，赵维炳，俞缙（1.南京水利科学研究院岩土工程研究所，南京210024；2.中国矿业大学理学院，徐州，221008；3.华侨大学土木工程学院，厦门361021）摘要：ANSYS软件具有很强的非线性计算功能和前、后处理能力，是目前世界上最强大的通用分析程序之一。标准ANSYS程序中包含众多的材料本构模型，但尚缺少岩土工程数值计算中常用的修

2、正剑桥模型。为扩展ANSYS在岩土工程领域的计算能力，利用二次开发工具UPFs和数据接口将修正剑桥模型连接到标准ANSYS程序中。二次开发的核心是本构模型子程序UMAT.F的编制。子程序的编写一方面要符合修正剑桥模型的本构关系式和弹塑性有限元计算的特点；另一方面变量名和输入输出格式必须和标准ANSYS程序一致。对二次开发后的ANSYS程序进行了典型算例的验证。结果表明，在ANSYS中加入修正剑桥模型的方法是可行的，可推广到ANSYS对于其他材料本构模型的二次开发中。关键词：有限元；修正剑桥模型；ANSYS；二次开发中图分类号：O245文献标识码：ASeconda

3、rydevelopmentofmodifiedCambridgemodelinANSYSsoftware1213GUANYun-fei，GAOFeng，ZHAOWei-bing，YUJin（1.InstituteofGeotechnicalEngineering,NanjingHydraulicResearchInstitute,Nanjing210024,China;2.SchoolofSciences,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008,China;3.CollegeofCivilEnginee

4、ring,HuaqiaoUniversity,Xiamen361021,China）Abstract:ThesoftwareANSYSisoneofthemostpowerfulnonlinearfiniteelementanalysisprogramsintheworld.Itincludesdifferentkindsofmaterialmodels.However,theANSYScurrentlylacksmodifiedCambridgeconstitutivemodelwhichhasbeenwidelyusedtosimulatethestress

5、-strainbehaviorofsoilingeotechnicalengineering.ThesecondarydevelopmenttoolsUPFsanddatainterfacehavebeenusedtoaddthemodifiedCambridgemodeltostandardANSYSprocedure.ThekeytechnologyofsecondarydevelopmentisthecompilationofsubroutineUMAT.F.Thesubroutinemustinaccordwiththeconstitutiveequat

6、ionofthemodifiedCambridgemodelandtheruleoffiniteelementcomputation.Itsvariablenamesandinput-outputformatsmustbeconsistentwithstandardANSYSprocedure.Anumericalexampleisgiven;andtheresultverifiesthatthesecondarydevelopmentofthemodifiedCambridgemodelisvalid.Themethodmentionedcanbeextend

7、edtoaddothermaterialconstitutivemodelstostandardANSYSprocedure.Keywords:finiteelements;modifiedCambridgemodel;ANSYS;secondarydevelopment德鲁克-普拉格模型，而其他常用的模型，如摩尔—1引言库仑模型、修正剑桥模型、南水模型等ANSYS没ANSYS软件是目前国际上最先进的非线性有有直接给出。为了将ANSYS软件更好地应用于岩限元分析软件之一。它融结构、热、流体、电磁、土工程领域，有必要对其进行土体本构模型的二次声学于一体，可广泛应用

8、于建筑、航空、机械、交开