基于ABAQUS的混凝土梁優(yōu)化程序的設計與實現(xiàn).pdf

1、ABAQUS作為世界應用最廣的有限元模擬分析軟件，以其強大的分析能力和高效的計算能力得到了廣大CAE工程師的承認。由于實際工程中遇到問題的特殊性和復雜性，軟件自帶的建模分析功能無法滿足實際要求，因此針對特定的功能，在ABAQUS現(xiàn)有功能與接口的基礎上進行二次開發(fā)成為為廣大用戶的很迫切的需要。ABAQUS有限元軟件提供了強大靈活的用戶子程序接口(USER SUBROUTINE)，按照FORTRAN語法用戶自己編寫代碼解決實際問題，用戶子程

2、序包含的42個接口，各自實現(xiàn)不同的功能。ABAQUS有限元程序通過腳本編程語言Python向二次開發(fā)者提供了很多庫函數(shù)功能，通過Python編程語言調用這些庫函數(shù)來增強ABAQUS的交互式操作功能，繞過CAE界面，直接操縱ABAQUS的內(nèi)核，實現(xiàn)建模、劃分網(wǎng)格、指定材料屬性，提交作業(yè)，后處理分析結果等功能。同時用戶還可以通過Python腳本語言自行創(chuàng)建能實現(xiàn)特定功能的GUI圖形用戶界面，可以使得某些復雜的操作變簡單。
　　本文的高

3、圍壓混凝土梁的優(yōu)化軟件基于上述二次開發(fā)接口，首先是高圍壓混凝土UMAT用戶子程序接口的開發(fā)，其次是利用Python腳本實現(xiàn)優(yōu)化代碼的編寫。具體來講，利用兩種編程語言，對ABAQUS有限元軟件進行二次開發(fā)，實現(xiàn)了工程實際中的高圍壓混凝土材料的梁的優(yōu)化設計。由于此材料的應用環(huán)境的特殊性，軟件中沒有現(xiàn)有的本構模型，所以需要通過用FORTRAN語言編寫用戶子程序代碼來實現(xiàn)，這里使用到的用戶子程序則是主要針對其中的材料特性用戶子程序(UMAT/V

4、MAT)。材料本構編程實現(xiàn)之后，我們利用此材料模型在ABAQUS建立起實際要分析的懸臂梁結構，通過Python語言對該結構進行參數(shù)化建模，實現(xiàn)了梁截面的優(yōu)化，在梁截面面積一定的條件下，得到了截面最優(yōu)的長寬比，使得梁的變形最小。
　　為了簡化上述實現(xiàn)優(yōu)化的過程，作者將ABAQUS/CAE提供的GUI圖形用戶界面與Python腳本語言相結合進行編程，針對混凝土梁截面優(yōu)化的需求專門開發(fā)出了一款插件程序，實現(xiàn)了批量建模，使得復雜模型幾何建