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【JY】JYLRB插件:一键生成ABAQUS橡胶支座模型

1年前浏览1404

【导读】

为了方便大家在分析橡胶支座时的建模,笔者基于ABAQUS平台开发了一种一键生成橡胶支座插件 (JYLRB),该插件仅需在操作界面设置支座直径、铅芯直径、封板厚度、橡胶厚度、钢板厚度、橡胶层数、钢材屈服应力、面压、所选择的橡胶本构模型以及剪切模量即可生成橡胶支座模型。内容包括部件的建立及装配、各部件本构模型的设置、分析步的设置、相互作用的设置、边界条件及荷载的施加、网格划分、作业生成。该插件省去了繁琐的建模步骤,以及本构模型的计算,使用者仅需根据自身需要在模型上微调,可用于隔震支座及结构的精细化分析。

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【程序可解决的问题】

在使用ABAQUS平台对橡胶支座进行分析,动自己的小手进行建模时,由于橡胶与钢板的接触面众多,在设置相互作用时过程繁琐且很容易出错,消耗去大家大量的时间。本着能偷懒就偷懒的原则,笔者开发了这款插件。并且在进行分析时,难点在于橡胶支座超弹性材料本构的设置,橡胶材料的力学性能和金属材料的力学性能有很大区别,如弹性,大变形,不可压缩等。超弹性材料都有显著的特征:

(1)能承受大弹性(可恢复)变形,应变可达100-450%;

(2)由于材料分子链的拉直引起变形, 所以在外加应力作用下, 体积变化很小。因此, 超弹体几乎是不可压缩的;

(3)应力-应变关系呈现出高度的非线性;通常, 拉伸状态下, 材料先软化再硬化,而压缩时材料急剧硬化。

众多的超弹性本构模型该选哪一种?里面的参数如何计算并设置?而参数的设置对正确分析其力学性能至关重要。

有关橡胶支座力学性能、本构模型选取及有限元分析可见推文:

1、橡胶支座的简述和其力学性能计算

2、橡胶支座精细化模拟与有限元分析注意要点

基于此,笔者开发了ABAQUS橡胶支座JYLRB插件,只需要设置相关参数及选取相关本构模型,模型便可一秒钟生成,与大家分享。

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【操作界面】

操作界面各参数意义:

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各部件生成:

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各部件装配:

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本构生成:

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分析步生成:

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相互作用设置:

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荷载及边界条件设置:

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网格划分:

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【隔震支座LRB插件正确性验证】

1. 有限元模型建立

为了验证所编子程序的合理性与正确性,针对于常用的五种超弹性本构模型,分别为Arruda-Boyce模型、Mooney-Rivlin模型、Neo-Hooke模型、Yeoh模型及Ogden模型,生成橡胶支座模型。选用JY橡胶支座计算插件进行验算,其准确性已经过验证,有关插件介绍详见推文:

下载链接可点击:橡胶支座插件分享

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分别建立了五个有限元模型,除了所选取的橡胶超弹性模型本构不同,其余参数均相同,保持默认,最大剪应变为400%,逐级加载。不考虑支座在大变形下的硬化现象,仅对比200%剪应变下插件模拟曲线及理论曲线。所有模型的以所选本构模型命名。

2. 本构正确性验证

Arruda-Boyce模型验证:

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Mooney-Rivlin模型验证:

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Neo-Hooke模型验证:

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Ogden模型验证:

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动图.gif

【插件下载】

JYLRB插件:一键生成ABAQUS橡胶支座模型

理论建筑非线性Abaqus
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2022-02-23
最近编辑:1年前
建源之光
博士 | 高级技术经理 个人主页:jycmf.cn~
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