ABAQUS在inp里添加弹簧单元全过程.docx

模拟钢筋混凝土粘结滑移，以我现在的水平来看，大概有三个思路，一个是用cohesive，一个是用Spring2弹簧单元，再有就是Umat了。我先学习的是弹簧单元。ABAQUS里有三种弹簧单元，Spring1，Spring2和SpringA。其中，ABAQUS文档的解释如下：Spring2有两个节点，每个节点只有一个自由度。钢筋采用Wire建模，Truss单元，混凝土实体单元。mesh之后会出节点，所以尽量mesh成相同的节点，用钢筋和混凝土重合的节点，在三个方向分别建立弹簧。垂直于钢筋纵向的两个弹簧设置成刚度较大，弹性。沿钢筋方向的弹簧，需要确定粘结滑移本构，定义力和滑移位移的关系。对比一下：Spring1是弹性的,只有一个节点，而SpringA的作用是沿两点连线的，每个点有三个自由度。线形的弹簧单元可以在Interaction模块里，找到Special里面添加，非线性的就只能的通过修改inp文件了。内容添加Assembly里，我的习惯是写在End Assembly前一行。对于添加内容，大概有两部分，一部分是对节点的定义，另一部分是对力-位移曲线的定义。两者是分开的，通过elset识别。elset是Element set 的意思，就是定义一个单元集合，名字根据在abaqus里添加线性弹簧单元所生成的inp来看，是集合名字后边跟-spring。type=Spring2是固定格式，这句后边是节点编号，如下图。值得注意的是，Instance名是Part名后边跟编号形成的（如 “-1”），如果Part的名字有空格，就需要加引号了。如下图最左边一列的数字是单元的编号，从1开始，顺着排下去就行。中间和右边两列是单元的节点，Wire-1是Instance的名字。查看单元编号和节点编号，在View-Part Display Options里，在mesh一栏分别勾选Show node labels和Show element labels。在mesh模块的视图里就可以显示了。实体名称和对应的节点编号之间用“.”连接。线性弹簧，一般给个大刚度就好，用于定义型钢和混凝土接触面发现法向的接触。非线性弹簧，根据粘结滑移本构得来。关于粘结滑移本构，公式很多，相差也非常大，这里因为规范给出的最好算，还是采取用规范的值。对于型钢混凝土，建议看看杨勇的论文。得到切向的应力之后，再根据网格的划分，确定了每个单元的钢筋的长度之后，可以得到F。就是应力乘以面积。*Spring, elset=X-Spring（非线性的Spring2，多一个Nonlinear，这个是很多教程都是这么说的，我测试后发现，去掉之后也没有关系）。之后定义弹簧的方向，X轴方向为1,1；Y轴方向为2.2；Z轴方向为3,3。两个数字中，第一个数字的含义是节点1沿着1轴（即X轴）运动，第二个数字的含义是节点2沿着1轴（即X轴）方向运动；F=kX，X就是两点在1轴方向运动的位移差。如果前后数字不同，我理解的，就是向量的加减了。这些定义好之后，inp就可以计算了。我这边有一个完整的inp文件，类似于型钢混凝土的小练习，有需要看这个inp的，在回复中留下邮箱，我会发送到邮箱里。大多数教程讲到这里就没有然后了。后边的一些东西，我感觉还是挺关键的。两点，一个是inp文件做好后，不要导入abaqus再计算，因为abaqus识别不了；二是直接在job里提交inp的方法。打开abaqus，不用新建任何项目，直接到job模块，新建一个job，点集creat之后，Source选择Input File，如下图：如