基于ABAQUS/Explicit的準(zhǔn)靜態(tài)分析綜述

劉怡東 常洪源

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)靜態(tài)分析；ABAQUS/Explicit顯示分析

一、前言

在模擬剪力墻非線性分析時(shí)，經(jīng)常要使用準(zhǔn)靜態(tài)分析，如果用ABAQUS/Standard進(jìn)行靜態(tài)分析，計(jì)算時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，甚至常常無(wú)法收斂。使用ABAQUS/Explicit進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)分析，就不存在收斂問(wèn)題，就是用慢速運(yùn)動(dòng)的ABAQUS/Explicit動(dòng)態(tài)分析模擬靜態(tài)問(wèn)題，其關(guān)鍵是要設(shè)置合適的加速度、分析步時(shí)間和質(zhì)量縮放系數(shù)等模型參數(shù)，避免加載速度過(guò)快導(dǎo)致的局部變形問(wèn)題，使結(jié)果盡量接近靜態(tài)分析的結(jié)果，否則即使能得到分析結(jié)果，其計(jì)算結(jié)果往往也是錯(cuò)的

二、準(zhǔn)靜態(tài)分析

1. 光滑幅值曲線

對(duì)于準(zhǔn)確和高效的準(zhǔn)靜態(tài)分析，要求施加的載荷盡可能地光滑。突然、急促的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力波，它將導(dǎo)致振蕩或不準(zhǔn)確的結(jié)果。

ABAQUS有一條簡(jiǎn)單、固定的光滑步驟（smooth step）幅值曲線，它自動(dòng)地創(chuàng)建一條光滑的載荷幅值。當(dāng)你定義一個(gè)光滑步驟幅值曲線時(shí)，ABAQUS自動(dòng)地用曲線連接每一組數(shù)據(jù)對(duì)，該曲線的一階和二階導(dǎo)數(shù)是光滑的，在每一組數(shù)據(jù)點(diǎn)上，它的斜率都為零。由于這些一階和二階導(dǎo)數(shù)都是光滑的，你可以采用位移加載，應(yīng)用一條光滑步驟幅值曲線，只用初始的和最終的數(shù)據(jù)點(diǎn)，而且中間的運(yùn)動(dòng)將是光滑的。使用這種載荷幅值允許你進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)分析而不會(huì)產(chǎn)生由于加載速率不連續(xù)引起的波動(dòng)。

2. 質(zhì)量放大

質(zhì)量放大（mass scaling）可以在不需要人為提高加載速率的情況下降低運(yùn)算的成本。需要注意的是，采用質(zhì)量縮放技術(shù)增大材料密度會(huì)增大動(dòng)態(tài)分析的慣性效應(yīng)，如同增大了加載速率。……