ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)

概述:开发了适用于静力通用频率分析动力隐式(固定增量步长和自适应增量步长均可)的三维八节点线性UEL,即ABAQUS自带的C3D8单元,该UEL考虑了B-BAR修正,避免体积锁死。采用编写的UEL,分别设置了静力通用分析步、频率分析和动力隐式分析步,将计算结果与ABAQUS对比,位移、速度和加速度与ABAQUS均保持一致,说明该UEL复现了一小部分C3D8单元的计算功能。



(一)模型信息

悬臂梁尺寸:10x10x100,密度1e10,密度200,泊松比0.25。不设置单位,纯验证

网格如下图:,每个单元尺寸为:2x2x5。

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图1




(二)静力分析

边界条件如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图2

荷载大小为:1e6,采用固定增量步长,计算总时长为10(静力计算中计算时长无意义,仅为验证设置),增量步长为0.01,总增量步数为1000。

总位移云图如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图3

加载向(U2、Y向)位移云图如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图4

梁向(U3,z向)位移云图如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图5

U1,x向位移云图如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图6

悬臂端角点加载向位移-荷载历程如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图7

注意这里的时间并没有物理意义,在静力通用分析步中仅仅是增量步的计算意义。






(三)频率分析

边界条件,梁一端固定。计算前100阶频率信息。

1~41

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图8

41~56

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图9

55~100

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图10

第1阶振型如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图11

第2阶振型如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图12

第3阶振型如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图13

第20阶振型如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图14

第50阶振型如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图15

第100阶振型如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图16





(四)动力隐式分析

给悬臂端节点集合施加简谐荷载,荷载示意如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图17

简谐荷载曲线如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图18

INP文件定义为:

*Amplitude, name=Amp-1, definition=PERIODIC
1,              1.,              0.,              0.
             1.,              1.

荷载幅值为:1e6,即:

*Cload, amplitude=Amp-1
Part-1-1.forced, 2, -1e+06

悬臂端角点加载向(U2)位移时程曲线如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图19

悬臂端角点轴向(U3)位移时程曲线如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图20

第3s加载向加速度云图如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图21

第7s加载向加速度云图如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图22

第10s加载向加速度云图如下图:

ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图23

(五)结语

该UEL的BBAR修正部分,参考了帖子:https://www.jishulink.com/post/05a24d5b-ca1d-4206-861d-633f702a80d7

得到了发帖者的帮助。向发帖者表示感谢!

(六)附件

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BEAM-STATIC
    ABAQUS
        JOB-1.INP
        MO.INP
        RUN.BAT
    MYBBAR
        BBAR-STD.OBJ
        JOB.INP
        MO.INP
        RUN.BAT
---------------------
BEAM-FREQUENCY
    ABAQUS
        JOB-1.INP
        MO.INP
        RUN.BAT
    MYBBAR
        BBAR-STD.OBJ
        MO.INP
        RUN.BAT
---------------------
BEAM-LOAD-DYNAMIC
    ABAQUS
        JOB-1.INP
        MO.INP
        RUN.BAT
    MYBBAR
        BBAR-STD.OBJ
        JOB.INP
        MO.INP
        RUN.BAT
---------------------
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