›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (3): 734-740.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

弹塑性无厚度接触面单元的本构积分算法及验证

袁凡凡1,詹云刚1,栾茂田2, 3   

  1. 1.中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,武汉 430071;2.大连理工大学 土木水利学院岩土工程研究所,大连 116024; 3.大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室,大连 116024
  • 收稿日期:2007-08-31 出版日期:2008-03-10 发布日期:2013-07-19
  • 作者简介:袁凡凡,男,1977年生,博士,副研究员,主要从事海洋基础及软土地基处理方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.50509023,No.50579006)资助;中国科学院武汉岩土力学研究所“知识创新工程领域前沿项目”

Integration algorithm of constitutive equation for zero-thickness interface element and its verification

YUAN Fan-fan1, ZHAN Yun-gang1, LUAN Mao-tian2, 3   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 2. Institute of Geotehnical Engineering, School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 3. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
  • Received:2007-08-31 Online:2008-03-10 Published:2013-07-19

摘要: 对基于理想弹塑性理论框架、屈服准则为Mohr-Coulomb准则、采用非关联流动法则的无厚度接触面单元的本构积分算法进行了探讨,引入非关联的伪屈服函数和伪势函数,提出了将超出屈服面、处于角点应力区的试应力双向返回到屈服面的本构积分算法。据此编制了ABAQUS用户单元子程序,进行了算例验证。结果表明,提出的算法可以较好地实现土与结构物共同作用的有限元数值模拟。

关键词: 弹塑性, 本构积分, 接触面单元, ABAQUS

Abstract: The zero thickness interface element, which based on the framework of elastoplastic constitutive model, is convenient to implement in finite element code in the similar way as used for small-displacement material nonlinear problem, and is used widely to analysis the interaction between soil and structure. The integration algorithm of constitutive equation is a key issue for finite element computation. The integration method for three kinds of contact behaviors is discussed based on the non-associative or associative linear elastic perfectly plastic model, yielding with Mohr-Coulomb failure criterion. A pair of pseudo yielding function and potential function is introduced, in order to renew the stress that violate the yielding criterion and locate in the apex area of yielding surface. According to this method, a self-adaptive sub-stepping integration algorithm using back-Euler method is implemented in ABAQUS user defined element subroutine. Two examples are analyzed, using this code, to examine the ability of this algorithm to model three type interaction behavior. The results, which agree well with theory’s and limit analysis’s ones, show that the algorithm is effective.

Key words: elastoplasticity, constitutive integration, interface element, ABAQUS

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