从暑假放假到现在,一直在做关于纤维模型的开发与模拟,在课题组已有的钢材和混凝土本构模型的基础上,扩充了两种(方截面与圆截面)被动约束的混凝土单轴材料本构滞回模型,从Fortran的编程到子程序的开发和调试,花费了大量的时间和精力,最后混凝土的加卸载更加接近于真实混凝土的力学行为,计算结果较好反映混凝土在加卸载过程的滞回损伤和滞回耗能等力学性能。下面将自己编写程序的一些心得和体会简单做以交流:
(1) ABAQUS有限元模型中,梁单元中混凝土塑性损伤模型不能应用与三维梁单元中(B31、B32等) ,而混凝土弥散本构模型在计算大变形、强非线性等问题方面具有一定的局限性,收敛性差,因此,有必要开发适用于三维梁单元中的混凝土本构模型。基于ABAQUS用户自定义开发平台UMAT,用户可以开发需要的本构模型,ABAQUS帮助文档给出了子程序编写的格式和相应的代码意义,因此,一定要详细阅读帮助文档,具体编写流程不在详述。
(2)编写完程序后进行调试,遇到的第一个问题就是没有任何提示的报错,由于混凝土材性本构计算公式和加卸载公式复杂,因此编写语言较多,最终检查发现是由于循环语句的终止命令没有对齐if语句导致出错,因此,建议编程时先编写骨架曲线,然后运行,正确在写加卸载命令,这样一步一步不容易出错,而且容易检查。此外,在写多个循环语句时,建议列个框架,从大到小,依次添加循环语句。
(3)在ABAQUS纤维模型计算中,经常遇到一些由于迭代次数引起的不收敛,比如too many attampts.......ABAQUS中默认的迭代次数为5次,建议修改为10次,此外,对于混凝土结构由于裂缝等原因引起的不收敛等问题,可以打开非线性连续开关命令,这样,一般模型就可以正常运行。
(4)钢材的本构模型对结构的滞回曲线影响较大,尤其是对其饱满程度和捏缩性能,双折线随动强化模型和考虑包辛格效应的钢材模型计算结果差别较大,其次轴压比对曲线的峰值承载力和骨架线的下降趋势有较大的影响。
(1) ABAQUS有限元模型中,梁单元中混凝土塑性损伤模型不能应用与三维梁单元中(B31、B32等) ,而混凝土弥散本构模型在计算大变形、强非线性等问题方面具有一定的局限性,收敛性差,因此,有必要开发适用于三维梁单元中的混凝土本构模型。基于ABAQUS用户自定义开发平台UMAT,用户可以开发需要的本构模型,ABAQUS帮助文档给出了子程序编写的格式和相应的代码意义,因此,一定要详细阅读帮助文档,具体编写流程不在详述。
(2)编写完程序后进行调试,遇到的第一个问题就是没有任何提示的报错,由于混凝土材性本构计算公式和加卸载公式复杂,因此编写语言较多,最终检查发现是由于循环语句的终止命令没有对齐if语句导致出错,因此,建议编程时先编写骨架曲线,然后运行,正确在写加卸载命令,这样一步一步不容易出错,而且容易检查。此外,在写多个循环语句时,建议列个框架,从大到小,依次添加循环语句。
(3)在ABAQUS纤维模型计算中,经常遇到一些由于迭代次数引起的不收敛,比如too many attampts.......ABAQUS中默认的迭代次数为5次,建议修改为10次,此外,对于混凝土结构由于裂缝等原因引起的不收敛等问题,可以打开非线性连续开关命令,这样,一般模型就可以正常运行。
(4)钢材的本构模型对结构的滞回曲线影响较大,尤其是对其饱满程度和捏缩性能,双折线随动强化模型和考虑包辛格效应的钢材模型计算结果差别较大,其次轴压比对曲线的峰值承载力和骨架线的下降趋势有较大的影响。
