中国博士后科学基金(2011M500332)
- 作品数：14 被引量：27H指数：5
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- 结构动力弹塑性与倒塌分析(Ⅰ)——滞回曲线改进、ABAQUS子程序开发与验证被引量：9
- 2014年
- 详述并明确了钢材静态损伤滞回模型中3种类型加卸载路径,重点改进了混凝土滞回规则中再加载路径拐点前的二次曲线与拐点后的直线规则,定义了再加载至骨架曲线的刚度退化指数型表达式。进而,开发了直接能够与ABAQUS主程序保持数据相互调用的UMAT隐式和VUMAT显式算法子程序,并给出子程序与ABAQUS主程序链接的框架示意图。最后,通过5种具有试验结果的构件对所开发程序加以检验。结果表明:(1)改进的混凝土再加载滞回规则可较好描述混凝土加载曲线,克服了二次型规则的再加载曲线与卸载曲线在拐点前相交的可能性,体现了拐点后再加载至骨架曲线的刚度退化;(2)开发实现的隐式算法UMAT与显式算法双精度VUMAT子程序不仅可行,而且具有足够的计算精度。
- 柳国环练继建国巍
- 关键词：滞回模型弹塑性ABAQUS
- 结构动力弹塑性与倒塌分析(Ⅱ)——SAP2ABAQUS接口技术、开发与验证被引量：10
- 2014年
- 开发并实现了由大型商业软件SAP2000导入ABAQUS有限元模型的接口程序——SAP2ABAQUS,明确交代了适用于隐式算法UMAT与显式算法VUMAT的inp数据格式并给出了相应注记。SAP2ABAQUS接口程序基于Microsoft VS2008平台并采用Visual C#语言开发而成,提出并设置界面为导航方式,可自由选择生成隐式或显式格式的inp数据文件,不仅直接可转换不同截面杆系构件、壳体、组以及约束等信息,而且可将材料纤维信息直接转化为inp文件,包括难于处理的适用于隐式和显式算法的的钢材纤维、剪力墙配筋率等。可转化型钢构件包括圆形钢管、箱形钢管、工字钢与角钢,混凝土构件包括钢筋混凝土、圆钢管混凝土、方钢管混凝土、I字型以及十字形型钢混凝土。采用SAP2ABAQUS接口程序,对几种典型形式的结构模型分别转化,对比转化前后的模型信息以及模态分析结果,进一步验证了开发SAP2ABAQUS的可行性与准确性。该项工作可极大提高ABAQUS前处理的工作效率和模型转化的准确性。
- 柳国环练继建国巍
- 关键词：有限元SAP2000ABAQUS
- 结构动力弹塑性和倒塌分析(Ⅲ)——地震差动作用下输电塔—线体系的弹塑性与倒塌分析被引量：5
- 2014年
- 首先,建立SAP2000有限元模型,采用接口程序SAP2ABAQUS生成为ABAQUS有限元模型。然后,明确给出长周期显式动力加载法实现重力作用下静力效果的加载过程,以完成的重力作用下索找形和初始刚度施加,最终实现重力分析与后续地震激励下动力加载的续接。进而,分别计算四类边界条件的结构体系的动力特性,并通过对转化前后模型的构件与结构模态分别进行对比,从而考察SAP2ABAQUS接口程序的转化精度。此外,更新升级自主开发的MEMS_b V2012.8至MEMS_b V2013.5,并生成多点地震动。最后,通过ABAQUS主程序中开发的子程序进行弹塑性和倒塌分析,考虑大变形和差动输入。结果表明:(1)从实际工程角度验证了所开发接口程序SAP2ABAQUS的转化准确性与高效性;(2)从实际工程角度验证了所开发子程序的可行性与现实可靠性;(3)长周期动力加载法实现静力重力加载过程,理论严格合理、现实可行,克服了隐式静力重力方式加载与显式动力分析不续接问题;(4)从模态与理论分析两方面说明以四塔三线体系作为研究对象的必要性和可信性;(5)地震动的一致与差动输入对于构件塑性铰的出现与发展分布有显著影响,进一步说明多点地震动对于此类结构体系的地震弹塑性反应的必要性。
- 柳国环练继建孙雪艳国巍
- 关键词：有限元模型弹塑性
- 大跨、高层结构动力弹塑性和倒塌分析(Ⅰ):原理、MSC.MARC子程序开发与验证被引量：6
- 2014年
- 基于钢和混凝土静态、动态本构模型和纤维梁基本原理,开发了直接能够与MSC.MARC主程序保持数据相互调用的子程序(包括材料应变率效应、被动控制、主动控制与单元生死判断)。主要涉及到材料的应变率效应,该子程序不限于只考虑静态本构模型,还考虑了动态本构模型以进一步考虑结构在动力作用下应变率因素对结构反应的影响,可结合单元生死子程序用于结构在动力作用下的弹塑性和倒塌分析。最后,将编制的应变率子程序应用于钢筋混凝土构件的弹塑性分析,并与已有试验结果对比,说明了该子程序的可靠性和准确性,同时也认为有必要考虑应变率因素对结构反应的影响。
- 柳国环陆新征李敏
- 关键词：弹塑性应变率效应MSCMARC
- 大跨、高层结构动力弹塑性和倒塌分析(Ⅱ):纤维程序UMAT原理与开发被引量：3
- 2014年
- 简要回顾并论述钢材、无约束混凝土和受约束混凝土的本构骨架曲线特征参数与理论公式,主要介绍箍筋和钢管对混凝土约束效应的计算方法,并给出关于箍筋配筋率以及极限与峰值应变关系的处理依据的说明,进而开发并实现了纤维数据的可视化生成程序UMAT,可生成钢筋混凝土、型钢混凝土以及钢管混凝土等常用截面形式的纤维数据。最后,利用UMAT给出了两个典型构件截面纤维数据的操作流程。结果表明UMAT程序可为采用MSC.MARC软件进行结构的动力弹塑性和倒塌分析提供便利。
- 柳国环陆新征
- 关键词：钢管混凝土型钢混凝土动力弹塑性MSCMARC
- 非经典阻尼的位移输入模型和多点反应谱注记被引量：1
- 2014年
- 为注记和揭示底部单元为非经典阻尼下位移输入模型与多点反应谱的准确性与稳定性,本文涉及理论推导与计算分析两个层面.讨论了在时域模型中底部单元分别为经典与非经典阻尼的区别,在时域模型的基础上推导给出底部单元为非经典阻尼时多点反应谱公式,并通过算例验证.分析结果表明:底部单元为非经典阻尼时,位移输入模型不会出现底部单元刚度有关的阻尼项;理论上证明了在底部单元为非经典阻尼下位移输入模型和多点反应谱不存在结果不收敛问题;验证了底部单元为非经典阻尼下,采用位移输入模型计算结果的准确性和稳定性.
- 柳国环练继建赵悦
- 关键词：地震动时域模型
- 大跨、高层结构动力弹塑性和倒塌分析(Ⅲ):SAP2MARC和MARCPOST程序开发与应用被引量：5
- 2014年
- 本文开发并实现了将有限元模型由SAP2000软件导入MSC.MARC软件中的接口程序SAP2MARC和MSC.MARC软件的可视化后处理程序MARCPOST。采用MSC.MARC子程序和UMAT程序所生成的材料数据,对某200m结构进行了大震作用下考虑应变率效应的动力弹塑性计算,并结合MARCPOST程序对结果进行提取和分析,可转换多种结构单元。
- 柳国环陆新征于秀雷孙雪艳熊耀清
- 关键词：SAP2000MSCMARC弹塑性
- 差动和波浪力激励下海床-桩-墩-桥的地震弹塑性:原理、方法、程序与智能建模
- 2015年
- 跨海大跨桥梁体系在地震作用下的弹塑性数值模拟涉及四个问题:1)海床(地基)-桩-墩-桥建立整体模型的合理性便捷性;2)地下地基位置多点地震动反演途径的有效性;3)波浪力和水动附加质量;4)无限域地基被有限域地基代替后,粘弹性人工透射边界及其多源性。首先,阐述并指出了有无粘弹性人工透射边界下,土-结构体系地震差动输入模型的激励输入模式的本质区别;然后,提出了一种有效的地基位置具有空间变异性的地震差动反演途径,并据此成功开发了可视化程序MEMS_c(Multiple Earthquake Motions Simulation_c);进而,根据小尺度结构的波浪力及其频谱特性,开发了波浪力可视化计算程序WFS(Wave Force Simulation);最后,提出了弹性人工边界条件-地基-桩-墩-结构一体化的智能快速建模途径,并开发了可视化建模工具Foundation V2013.6,给出了图解说明。该文内容具有理论基础和实用性,为后续直接服务于工程提供了具体准备。
- 柳国环练继建燕翔
- 关键词：跨海大桥弹塑性波浪力粘弹性人工边界
- 地震差动下边界-地基-斜拉桥体系破坏特征被引量：1
- 2016年
- 同时考虑边界条件和地基–结构相互作用对大跨桥梁结构地震响应的影响是个复杂问题。本文以一大跨斜拉桥为例,通过开发的系列程序建立了边界–地基–桩–斜拉桥结构的ABAQUS模型,生成了目标场地多点地震动,对比了不同地基边界条件对大跨斜拉桥结构自振特性的影响,探讨了地表/地下多点地震动作用下、不同地基边界条件对大跨斜拉桥体系弹塑性发展过程及倒塌模式的影响规律。结果表明:(1)进行大跨斜拉桥结构的抗震分析时,有必要考虑地基边界条件的影响;(2)地表多点地震动输入下,考虑地基–结构相互作用时,大跨斜拉桥结构的弹塑性发展过程和倒塌模式与单独斜拉桥不同;(3)粘弹性人工边界条件考虑了周围土体对地基的作用,地基相对变形较小,对上部斜拉桥结构起到了一定的保护作用。
- 柳国环练继建燕翔刘伟
- 关键词：大跨斜拉桥弹塑性分析
- 地震多点输入模型中影响矩阵R的意义与注记被引量：1
- 2014年
- 在多点地震输入(差动输入)计算模型中,时域或频域分析均会涉及到一个重要参数,即影响矩阵R=-K-1ttKts。定性揭示了R的数学和物理意义,定量论证R的固有特征,并给予图解说明和算例论证,证明由R计算得到的拟静力响应在数学意义层面独立于结构的动力反应,而在物理意义层面二者并非相互独立而存在。
- 柳国环练继建国巍耿辰
- 关键词：多点输入差动输入影响矩阵
