基于双剪统一强度理论的ANSYS二次开发与应用
ANSYS作为通用有限元软件,有强大的可开发性能满足于岩土工程应用需求。而自带的D-P（Drucker-Prager）准则是采用摩尔-库伦屈服面上角点的外接圆,在数值分析计算时,计算结果会存在一定偏差。在双剪统一弹塑性本构模型中通过引入中间主应力影响参数b来考虑中间应力的影响将会解决这一不足,可在岩土工程中得到广泛应用。本文通过应力不变量（I1、J2）和应力角θ将双剪统一强度理论转化为另一表达式。采取相关联的流动法则进而推导出双剪统一强度理论的弹塑性本构模型。双剪统一模型可以根据不同的中间主应力系数b值对应不同的屈服准则。为方便使用不同的准则,可通过ANSYS自有的二次开发平台用户程序特性接口,在USERMAT程序中,利用FORTRAN语言编写出专属于双剪统一强度理论计算的USERMAT.F用户自定义子程序。给出了ANSYS软件对子程序调用的具体步骤,最终实现程序USERMAT.F的调用。为验证子程序正确与否,则是引用经典的一个隧洞算例,分析其理论公式解和二次开发计算出的数值解,对弹塑性本构关系推导与子程序编辑的正确与否做了验证。结果表明子程序开发正确。最后,将双剪统一强度理论应用到土质边坡位移问题分析中,得到中间应力作用下位移变化的影响。
- 作者：
- 张杰
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2022年
- 导师姓名：
- 杨保存；刘超
- 中图分类号：
- TU43
- 关键词：
- 统一强度理论；弹塑性本构模型；中间主应力效应；ANSYS二次开发
-