ABAQUS二次开发实践:UEL+UMAT C3D8单元动力隐式计算

概述:

采用UEL接口二次开发实现八节点单元,考虑BBAR修正,避免体积自锁,对标ABAQUS自带的C3D8单元,计算的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵均与ABAQUS保持一致。并且采用UMAT子程序进行应力和应变数据的可视化,计算的应力应变数据同样与ABAQUS保持一致,可视化效果同ABAQUS。以方块的受动力简谐荷载为例,采用上述程序,应用动力隐式计算分析步,最终计算的位移、应变等时程曲线均与ABAQUS保持一致。




模型信息

模型尺寸为10x10x10,弹性模量1e10,密度2000,泊松比0.25,荷载和边界条件示意图为:

ABAQUS 二次开发(UEL+UMAT C3D8 单元动力隐式计算)的图1



一面的所有节点均固定。另一面所有的节点施加简谐荷载,简谐荷载曲线为(详细的参数见附件):

ABAQUS 二次开发(UEL+UMAT C3D8 单元动力隐式计算)的图2



计算的网格图为:

ABAQUS 二次开发(UEL+UMAT C3D8 单元动力隐式计算)的图3

网格尺寸为1,共计10x10x=1000个单元。总的计算时长为1s,这只固定增量步长为0.01s,所以总增量步数为100。




计算结果

上面网格图中中间角点为例,提取加载向位移时程曲线如下图:

ABAQUS 二次开发(UEL+UMAT C3D8 单元动力隐式计算)的图4



0.89s时刻x向应力云图为:

注:左一为ABAQUS计算结果,中间为umat实现线弹性各向同性本构计算结果,右一为UEL+UMAT计算结果,后面的云图也是这样排布。

ABAQUS 二次开发(UEL+UMAT C3D8 单元动力隐式计算)的图5



0.89s时刻y向应力云图为:

ABAQUS 二次开发(UEL+UMAT C3D8 单元动力隐式计算)的图6


加载向位移时程动图为:

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