ABAQUS UEL开发实践:SBFEM、UEL与黏弹性边界地震动输入

概述

以ABAQUS为计算平台,采用UEL二次开发接口,将二维比例边界有限元法(SBFEM)嵌入到ABAQUS中。将基于黏弹性边界的地震动输入方法与该UEL结合,以节点力形式将地震荷载输入到模型中,完成无限域模拟计算。设计半无限平面算例,考虑P波垂直入射,并将数值计算结果与解析解对比,结算结果一致。



模型信息

从半无限空间截取长方形区域,尺寸为381x762,弹性模量为13.23e6,密度为2.7,泊松比为0.25,计算网格如下图:

ABAQUS UEL二次开发(SBFEM、UEL 、黏弹性边界地震动输入)的图1

单个网格尺寸为19.05x19.05,水平向单元个数为40,竖直向单元个数为20。模型的左边界、底边界和右边界施加弹簧-阻尼器原件,且这三个边界的节点施加节点力时程曲线。输入三角函数位移、速度时程,按照P波垂直入射,位移表达式为:

u(t)=sin(4*pi*t)-0.5sin(8*pi*t)   (0<t<0.5)
u(t)=0   (0<t<0.5)



位移时程曲线为:

ABAQUS UEL二次开发(SBFEM、UEL 、黏弹性边界地震动输入)的图2



速度时程曲线为:

ABAQUS UEL二次开发(SBFEM、UEL 、黏弹性边界地震动输入)的图3





计算结果


统计上边界中点的位移时程曲线为:

ABAQUS UEL二次开发(SBFEM、UEL 、黏弹性边界地震动输入)的图4

可以发现,两种算法的计算结果一致,且地表的峰值唯一是输入位移的两倍,符合解析解。


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