abaqus材料参数

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1、第4章岩土工程中常用的本构模型土体的应力应变关系是很复杂的，通常具有非线性、弹塑性、剪胀性和各向异性等。迄今为止，学者们所提出的土体本构模型都只能模拟某种加载条件下某类土的主要特性，没有一种本构模型能全面地、正确地表示任何加载条件下各类土体的本构特性。另一方面，经验表明有些模型理论上虽然很严密，但往往由于参数取值不当，从而使计算结果可能会出现一些不合理的现象；相反，有些模型尽管形式简单，但常由于参数物理意义明确，容易确定，计算结果反而较为合理。因此，在选择本构模型时，通常在精确性和可靠性之间找到一个平衡点，即本构模型既要能反映所关心的土体某方面

2、的特征，又要便于测定参数，这两方面忽略哪一个都是不合适的。举例来说，很多学生认为摩尔库仑模型的参数容易确定，特别喜欢在分析中采用。当然，摩尔库仑模型在以极限承载力为分析重点的问题中是很合适的。但是，如果在研究固结沉降的问题中使用它就显得很不合适了。ABAQUS提供了一系列用于模拟岩土体的本构模型，本章将对常用的几种进行详细地分析。读者应当注意有些模型的表达方式及参数与岩土力学教材中的略有差异。本章要点：应力状态的描述弹性模型塑性模型算例分析4.1应力状态的描述本书并不试图从原理上介绍本构模型，而是重点讨论ABAQUS如何应用这些模型。因

3、此，读者最好掌握一些力学基本知识。为方便起见，这里简要介绍一些涉及到的名词。4.1.1应力张量土体中一点的应力状态可以由应力分量来表示：111213xxyxzσσij212223yxyyz（4-1）313233zxzyz4.1.2应力张量的分解可将应力分量分解为偏应力s和平均应力p：sσpI（4-2）62ABAQUS在岩土工程中的应用1式中ptrac()σ是平均应力；ABAQUS中又称为等效压应力（equivalentpressure3stress）；

4、I是单位矩阵。注意：由于ABAQUS以拉为正，而岩土工程常受到压应力，因此为方便起见ABAQUS1令ptrac()σ。34.1.3应力张量不变量和偏应力不变量应力张量三个不变量为：I1xyz123（4-3）222I2xyyzzxxyyzzx(122331)（4-4）222I3xyz2xyyzzxxyzyzxzxy123（4-5）偏应力张量实质上是一种特殊的应力张量，相应的三个不变量为：J1SxSySzS1S2S3

5、0（4-6）1222222J2SxSySzSxySyzSzxSS12SS23SS31（4-7）2222J3SSSxyz2SSSxyyzzxSSxyzSSyzxSSzxySSS123（4-8）1在这些不变量中，最常用到的有两个，一个是I1，即前面提到的平均应力ptrac()σ；3另外一个是J2，读者可能更熟悉q3J2的形式，即岩土工程中常说的偏应力，在ABAQUS中称为等效Mises偏应力（Misesequivalentstress）。4.1.4应力空间应力空间是一种物理空间，它是以1，2，3作为

6、坐标轴而形成的三维空间，空间中的每一个点表达了一种应力状态，因而屈服面就可用应力空间中的曲面图形来表达。通常将三维空间转到两个特殊平面中进行分析：1等斜面：又称平面，该平面通过原点，其法线的三个方向的余弦都是，即与三3个坐标轴交角相等。子午线平面：通过原点与平面垂直的面称为子午线平面，常用p~q平面表示。提示：以上对应力张量的描述同样适用于应变张量。若本书无特殊说明，应力均为有效应力。4.2弹性模型4.2.1线弹性模型线弹性模型基于广义胡克定律，包括各向同性弹性模型、正交各向异性模型和各向异性第4章岩土工程中常用的本构模型63模型。线弹

7、性模型适用于任何单元。1．各向同性弹性模型各向同性线弹性模型的应力－应变的表达式为：111/E/E/E0001122/E1/E/E0002233/E/E1/E00033（4-9）120001/G00121300001/G01323000001/G23这里涉及到的参数有两个，即弹性模型E和泊松比v，可以随温度和其他场变量变化。提示：ABAQUS中的大多数模型中的参数都可以

8、与温度等场变量挂钩，从而实现参数在分析过程中的变化。强度折减法就是利用了这一点。2．正交各向异性弹性模型正交各向异性的独立模型参数为3个正交方向的杨氏