ABAQUS中粘弹性人工边界及地震力的施加
实现方式:模型底部边界节点施加地震力 (集中力)
1、线性摄动分析提取模型固有频率f
设置材料参数和边界条件,不需输入荷载,分析步时间任意。
编辑step,设置提取最大阶数位3:
计算结束提取模型一阶固有频率(Mode-1,Freq=2.3946)
局部放大:
2、创建Mesh-Part和Instance
在Part模块建立part之后,不对其赋予属性,直接到Mesh模块进行网格划分,之后对划分好网格的part创建mesh-part【菜单栏-Mesh-Create Mesh Part】,之后再回到Property模块对mesh-part赋予属性,再到Assembly模块用mesh-part创建Instance。
3、地应力平衡
运用生死单元将墙体杀死,对填土和地基进行平衡。约束所有土体左右侧水平位移(尤其是填土左侧,第二部地震时需关掉此边界条件)。平衡后的模型位移可达e-17次方数量级。
4、创建地震分析部并编辑
分析步类型为动态隐式(Dynamic,Implicit)【动态显示Dynamic/Explicit不支持弹簧刚度的定义】,开启大变形。
分析步时间为地震响应时间,最大增量调到很大以保障足够多的increment,同时初始尽可能地小以保证迭代收敛,最小也更小;最大increment不能选为默认,最大设为0.1(最好是地震时间间隔0.02s,但计算代价太大)。
5、激活上一步杀死的墙体,并设置墙体和填土与地基间的接触属性,其中墙-地基不可分离(Rough),墙-填土可分离(Penalty)。在第二步创建接触属性:
6、创建底部边界阻尼(Interaction模块)
共分三个步骤:创建几何、创建属性、赋予属性。
①创建几何:菜单栏-Connector-geometry-create wire feature,add method选wires to ground,点add后逐个选取模型底部节点【意思就是将来的阻尼是施加到这些节点上的】
点OK确定并创建set
②创建属性:菜单栏-Connector-section-create,之后做出选basic,右侧定义平移方向为笛卡尔坐标系,不定义旋转方向。
Add选项定义阻尼Damping,力F为水平方向F1,阻尼系数C11由之前 计算确定。
③赋予属性:菜单栏-Connector-assignment-create,选取①中定义的set和②中定义的属性,进行赋值。赋值后模型底部如:
7、创建弹簧
弹簧的创建根据不同的土体性质而不同,假设全是融土,则分地基左右侧弹簧和填土右侧弹簧两种。
菜单栏-special-springs/dashpots-create选择接地弹簧
点Mesh选择两侧节点,并定义弹簧刚度,计算由 确定。自由度选择水平方向1方向(弹簧水平方向震动)
定义之后:
同样方式定义填土右侧弹簧刚度。
8、边界条件与荷载
关掉填土和地基左右侧水平方向位移约束(因为三个面已定义弹簧,另一面与墙背摩擦),但底部竖向位移边界条件不可关闭,否则模型会在地震力作用下飞走……
定义地震加速度积分得到的速度,并创建Amp-02g-v(最大0.2g加速度为例)。定义地震力为集中力,施加到底部节点上,数值大小由 定义。【地震过程中节点力是不同时刻速度v的 倍】
9、创建job并提交
10、后处理提取墙顶加速度,位移,墙背土压力(创建path),总土压力()
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