廣義塑性力學(xué)模型在ABAQUS中的二次開發(fā)和工程應(yīng)用.pdf

1、多數(shù)巖土工程都處于彈塑性狀態(tài)，因而巖土塑性在巖土工程的設(shè)計中至關(guān)重要。廣義塑性力學(xué)拋棄了經(jīng)典塑性力學(xué)采用的3個不符合巖土材料變形機(jī)制的假設(shè)，從固體力學(xué)原理直接導(dǎo)出廣義塑性位勢理論。它既適用于金屬，又適用于巖土材料，能較好的反映巖土材料的變形機(jī)制。基于廣義塑性力學(xué)的“后工”彈塑性模型，采用分量塑性勢面與分量屈服面，數(shù)學(xué)表達(dá)簡單，概念清楚，且物理與幾何意義明確，具有較大的適應(yīng)性。大型商用有限元程序ABAQUS具有很強(qiáng)的非線性計算能力與前后處

2、理能力，但其采用的本構(gòu)模型簡單且數(shù)量有限，制約了ABAQUS在巖土工程中的應(yīng)用。基于ABAQUS提供的用戶子程序接口，把較符合巖土材料變形特性的本構(gòu)模型作為用戶子程序植入到ABAQUS中，豐富其本構(gòu)模型庫，具有重要的理論意義與實(shí)用價值。為此，本文在“后工”模型的ABAQUS二次開發(fā)方面進(jìn)行嘗試，開展的主要工作有：
　　 (1)對廣義塑性力學(xué)中的基本理論進(jìn)行系統(tǒng)而簡要的介紹，分析了經(jīng)典塑性力學(xué)與巖土變形機(jī)制的矛盾，對廣義塑性力學(xué)的

3、塑性位勢理論、屈服面理論、硬化定律以及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行了深入的剖析。
　　 (2)對ABAQUS的常用功能和它提供的用戶子程序接口進(jìn)行了簡要介紹，著重對用戶材料子程序UMAT的接口原理，以及ABAQUS主程序調(diào)用UMAT子程序的過程等進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
　　 (3)在給出“后工”特殊性模型基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了編程中需要的數(shù)學(xué)表達(dá)式，采用完全后式向后積分算法對應(yīng)力進(jìn)行更新，基于UMAT子程序接口開發(fā)了基于廣義塑性力學(xué)的