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1.
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基于内聚力理论的二维二次界面单元在ABAQUS中的UEL程序实现
The finite element formulation for a 2D quadratic cohesive element and its program implementation of UEL in ABAQUS
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刘敏 李旭《计算力学学报》,2019年第36卷第5期
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依据有限元理论，结合内聚力模型法则，推导出二维二次粘结界面单元在大位移情况下的数值格式，得到用形函数表示的单元位移模式、载荷向量和刚度矩阵，并进行了离散化。基于ABAQUS软件的自定义扩展模块，编制了相应的用户单元子程序UEL，通过数值算例验证了该程序的准确性和有效性。这一成果能为在ABAQUS软件中开展相关数值研究，以及开发其他类型的内聚力界面有限单元提供思路和参考。
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2.
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智能复合材料的化学-力学完全耦合理论及有限元计算
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林銮 杨庆生《力学季刊》,2008年第29卷第1期
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许多智能复合材料例如生物组织和聚合物胶体,都表现出多场耦合行为.目前化学-力学耦合理论属于一个比较新的领域,还不成熟.本文主要研究化学一力学耦合行为,并在ABAQUS软件中进行了数值模拟计算.应用力学平衡方程、离子扩散方程和包含力学-化学耦合因素的的本构关系椎导出了力学-化学耦合的等效积分形式,建立力学-化学耦合的有限元方程.在ABAQUS软件中开发用户单元子程序,进行数值模拟.计算结果表明:力学与化学存在着相互耦合作用,浓度变化能引起固体的变形,同样力学作用也能引起浓度重分布:由于耦合作用,固体的有效性能与扩散性质都发生了改变:力学-化学耦合作用过程实际是机械能与化学能之间能量转换过程;最终,研究体中械能与化学能达到相互平衡状态,且质量守恒.本文的理论和方法可应用于模拟生物组织、粘土等材料的力学-化学耦合行为.
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3.
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虚拟裂纹闭合法在结构断裂分析中的应用
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肖涛 左正兴《计算力学学报》,2008年第25卷第Z1期
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基于三维虚拟裂纹技术(3DVCCT),利用ABAQUS用户单元子程序(UEL)编写裂纹界面单元,使3DVCCT集成于ABAQUS软件中,直接计算出裂纹的断裂参数.采用此方法对连杆杆身表面裂纹进行研究,得到了连杆裂纹的应力强度因子的分布规律.
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4.
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三维Cosserat连续体模型与微结构尺寸相关效应的有限元分析
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唐洪祥 胡兆龙《计算力学学报》,2013年第30卷第3期
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分析了三维Cosserat连续体理论中的应力应变特征,推导了三维Cosserat连续体的有限元方程,基于ABAQUS计算软件提供的用户单元子程序(UEL)接口编写了弹性Cosserat连续体三维20节点有限元程序,并分析了微悬臂梁自由端的挠度问题和微杆扭转问题。通过与基于经典连续体理论的解析解及有限元数值计算结果进行比较,表明所发展的三维Cosserat连续体有限元能有效地模拟微结构尺寸相关效应问题,即随着微结构尺寸与材料内部长度参数的接近,基于Cosserat连续体有限元分析得到的微梁的挠度以及微杆的转角与经典连续体的解析解及有限元解相比越来越小;反之,Cosserat连续体有限元的计算结果与经典连续体的解析解及有限元数值解较为一致。
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5.
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基于ABAQUS的小尺度桩柱波浪力计算方法
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戴澍 解德《固体力学学报》,2011年第Z1期
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基于达索公司开发的ABAQUS有限元分析软件,利用ABAQUS提供的用户子程序编制程序,计算分析风电机组在海洋环境中受到的波浪力.在计算中,使用了三维梁单元和壳单元建模,应用线性波模拟海洋环境中的波浪.基于莫里森方程和数值积分的方法,分析桩柱形支撑结构上的波浪载荷,计算支撑结构的位移,应力变化等,得到了较好的结果.
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6.
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非节点连接有限元及其在加筋结构中的应用
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王家林 陈山林《应用力学学报》,2010年第27卷第2期
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针对现有加筋结构有限元模型的不足,提出了自由度层次的非节点连接方法.加筋单元的各节点可位于一个或多个其它单元内部,内节点的自由度无需全部与母单元的位移场一致;通过在节点坐标系下对内节点设置独立自由度,可模拟加筋构件与基体材料之间的粘结滑移、无粘结和体外布置等位移不连续性.节点为内节点的单元的刚度矩阵和荷载向量利用虚功原理变换到对应于其广义自由度向量的形式,按照广义自由度的位置向结构整体刚度矩阵和荷载向量组装,以此实现单元问非节点位置的连接.利用开发的有限元软件计算了多个算例,验证了非节点连接方法用于加筋结构有限元建模的正确性和便利性.
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7.
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基于宏观三角形分区平板壳单元的非线性有限元分析 被引次数：1
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曹杨 李杰《计算力学学报》,2008年第25卷第2期
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针对剪切闭锁效应,本文研究了一种基于假设自然应变方法的宏观三角形分区平板壳单元。利用通用有限元软件ABAQUS所提供的用户自定义单元(UEL)和用户自定义材料(UMAT)子程序,本文将宏观三角形分区平板壳单元和基于损伤能释放率的混凝土弹塑性损伤本构模型成功嵌入了ABAQUS的主分析模块。经典试验McNeice双向混凝土板的数值模拟结果表明:宏观三角形分区平板壳单元对于描述板壳结构的非线性损伤行为是行之有效的。
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8.
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基于Abaqus的剪切型阻尼器单元开发与应用
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陈聪 吕西林《计算力学学报》,2015年第32卷第5期
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基于Abaqus软件平台,利用FORTRAN语言二次开发了一种剪切型金属阻尼器用户子单元(UEL)。通过与Abaqus软件库中用于近似模拟阻尼器的单元进行比较,验证了该用户子单元的正确性,为Abaqus软件二次开发提供了参考。与软件库自带的单元相比,该用户子单元参数输入简单,无需试算,动力分析下的滞回性能更明显。同时,本文对软件中的不同单元进行了探讨,为剪切型金属阻尼器的模拟提供了新的思路。
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9.
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圆柱坐标系中弹性力学的哈密顿正刚方程及其哈密顿单元… 被引次数：1
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王治国 唐立民《计算结构力学及其应用》,1995年第12卷第1期
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给出圆柱坐标系中弹性力学的哈密顿形式体系，用有限元法得到了哈密顿单元的半解析解，可用于求解复合材料叠层圆柱曲板问题。
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10.
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圆柱坐标系中弹性力学的哈密顿正则方程及其哈密顿单元方法
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王治国 唐立民 朱德懋《计算力学学报》,1995年第12卷第1期
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给出圆柱坐标系中弹性力学的哈密顿形式体系，用有限元法得到了哈密顿单元的半解析解，可用于求解复合材料叠层圆柱曲板问题。
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11.
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双拉试样裂纹扩展过程中的应力强度因子计算
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何文涛 程哲 张正艺 解德《固体力学学报》,2011年第Z1期
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论文将使用一种界面单元来解决二维裂纹的静态扩展问题.这种界面单元基于虚拟裂纹闭合法,利用商业有限元软件ABAQUS的用户自定义单元UEL功能,发展为界面断裂单元,计算应变能释放率(GⅠ和GⅡ).在裂纹尖端的两个节点间设置一个特殊刚度的弹簧,并引入哑节点计算裂纹尖端后面的张开位移和裂纹尖端前面的虚拟裂纹扩展量.采用这种单元计算应变能释放率时不需要使用奇异单元或折叠单元,不会出现收敛问题,也不需要复杂的后续处理.因此,采用这种断裂单元分析二维裂纹扩展问题是方便的、高效率的,而且也能得到可靠的精度.
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12.
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非饱和多孔介质中混合元法的化学-热-渗流-力学耦合的本构模拟
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刘泽佳 李锡夔《计算力学学报》,2007年第24卷第4期
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在文献[1]中建立的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)本构模型基础上,针对文献[2]建立的非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法,发展了非饱和多孔介质中混合元的化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合本构模拟算法。采用非关联流动多重屈服准则模拟非饱和多孔介质的材料非线性行为。推导了u-pw-pa-T形式的包含了耦合率本构方程积分的向后欧拉映射算法和一致性弹塑性切线模量矩阵(单元刚度矩阵)的混合元一致性算法。本文给出了临界状态线(CSL)和状态边界面(SBS)两个屈服准则的一致性算法。数值结果显示了本文所发展的混合元耦合本构模拟算法在模拟由热、化学、力学荷载共同引起的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合行为的能力和有效性。
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13.
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广义协调厚薄通用板单元的动力特性分析
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韩志茹 姜耀东 王丽 胡立华 赵毅《力学与实践》,2009年第31卷第3期
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推导了板的有限元运动方程，构造了单元刚度矩阵和考虑转动惯量的单元质量矩阵，并采用子空间迭代法计算了板的前几阶频率，分析了广义协调厚薄通用板单元ATF-PQ4a的动力特性，并讨论了转动惯量和剪切变形对固有频率的影响. 结果表明：ATF-PQ4a单元计算结果和理论解及有限元软件ABAQUS的结果比较吻合，说明在动力学范围内ATF-PQ4a单元能做到厚薄通用，满足工程需要.
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14.
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海洋平台TT型管节点的极限强度分析
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曲淑英 张国栋 张宝峰 吴江龙《应用力学学报》,2007年第24卷第3期
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利用非线性有限元方法分析了轴向力作用下多平面TT节点的极限强度。在数值分析中,采用三维20结点固体单元模拟管道结构和焊缝形状,将结构有限元网格划分为不同区域,每个区域的网格独立产生,通过合并形成整个结构的有限元网格。通过控制位移增量法得到了加载过程中载荷和位移之间的关系曲线。使用ABAQUS软件分析了TT节点在支管端部承受轴向载荷的变形及与外部载荷之间的关系,得到了不同参数影响下的TT节点极限强度。
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15.
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边坡稳定的剪切带计算 被引次数：2
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朱以文 徐晗 蔡元奇 朱方敏《计算力学学报》,2007年第24卷第4期
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为了解决边坡稳定分析中剪切带有限元网格的依赖性问题,采用梯度塑性理论,从本构关系中引入特征长度入手,建立计算模型。提出了一种8节点缩减积分的梯度塑性单元,并采用梯度塑性理论推导了Drucker-Prager屈服准则的软化模型的有限元格式,在ABAQUS中进行了二次开发,嵌入了本文提出的8节点单元和本构模型,并用ABAQUS软件进行了边坡剪切带的计算。计算结果表明,本文提出的方法消除了经典有限元计算的网格依赖性问题,可以得到与单元剖分无关的稳定的剪切带宽度。本文所提出的方法可适用于其他场合的剪切带计算。
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16.
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高温下混凝土化学塑性-损伤耦合本构模拟及破坏分析
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李荣涛 李锡夔《应用力学学报》,2008年第25卷第1期
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提出了一个用于模拟高温下混凝土中化学-热-湿-力学耦合行为的化学塑性-损伤耦合本构模型.发展了用于积分率形式的耦合本构方程的三步算子分裂算法.导出了化学-热-湿-力学(CTHM)耦合本构模型的一致性切线模量矩阵,以保证对于全局耦合控制方程Newton迭代过程的二阶收敛率.算例数值结果显示了本文发展的化学塑性-损伤耦合本构模型在重现火灾和热辐射条件下的混凝土中化学-热-湿-力学耦合行为的有效性.
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17.
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连续档覆冰导线舞动数值模拟及参数分析
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刘小会 韩勇 陈世民 严波《力学与实践》,2014年第1期
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本文对仅有一档满足舞动条件的连续档输电线路的振动进行了详细地研究.利用ABAQUS通用软件建立考虑绝缘子串连续档覆冰输电线的精细有限元模型,通过用户自定义单元UEL施加空气动力载荷,获得考虑几何非线性的连续档覆冰导线大幅振动的时域解.根据数值结果研究了连续档输电导线档距及档数变化对连续档内不同档输电线舞动的影响规律,所得结果对连续档覆冰导线舞动和防舞技术的研究具有一定的参考价值.
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18.
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有限元方法中的光滑积分伪弱形式
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胡德安 韩旭 万德涛《计算力学学报》,2016年第33卷第4期
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提出了一种光滑积分伪弱形式，将光滑积分拓展至被积函数非偏导项求解。结合光滑应变技术和伪弱形式，可实现有限元系统方程统一光滑积分求解，即对刚度矩阵和质量矩阵中的应变矩阵和形函数矩阵均可进行光滑积分处理，并转化为光滑子域的边界积分。光滑积分伪弱形式与光滑应变技术比较，增加了形函数矩阵不定积分处理过程，且没有降低有限元求解对形函数连续性的要求。不过，伪弱形式改变了单元积分的求解形式，连续质量矩阵求解也无需坐标映射和雅可比矩阵计算。以轴对称二维问题为研究对象，结果表明极度不规则三角形和四边形单元光滑积分伪弱形式在静态和动态有限元方程求解中也具有很好的精度。
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19.
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一种考虑界面相物性影响的界面单元法
An interfacial element method based on the effect of interfacial phase
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夏日 许金泉《计算力学学报》,2019年第36卷第5期
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界面是由复杂的界面相简化而成的，界面破坏实际是界面相材料的破坏。数值计算为了方便，如经典模型和内聚力模型等，都把很薄的界面相作无厚度化处理。导致只能考虑界面的面力，而无法考虑界面相内的应力（平行于界面方向的应力）。使界面失效准则先天性地排除了界面相内部应力的影响，从界面相材料失效机理的角度来看这是不够严谨的。本文将界面相材料等效为一种弹性连续体，由界面本构关系推导得到了一种新的界面单元。该单元具有界面参数易确定、对界面相物性可以进行等效描述等优点。通过商用有限元软件ABAQUS和用户子程序UEL实现了数值分析，并与直接物理模型的数值模拟结果进行对比，证明了本方法的简便及准确性。通过对不同界面相厚度结构的进一步分析，探讨了本文方法的可行范围。
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20.
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纤维增强复合材料风机叶片宏细观一体化有限元分析
An unified FEM for macroscopic and mesoscopic analysis of fiber reinforced composite fan blades
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朱子剑 孙耀宁 巴吾东&#;依不拉音 程康娜《计算力学学报》,2016年第33卷第3期
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为了建立纤维增强复合材料风机叶片宏观性能和细观组分的直接关联，得到一般有限元分析时无法获得的细观参量值，利用FORTRAN程序把细观力学的失效／损伤分析模块，嵌入到有限元软件ABAQUS中的USD‐FLD 用户子程序中，建立了风机叶片宏细观一体化模型。该模型能够实现基于细观组分级损伤／失效判据的宏细观渐进损伤分析和强度预报功能。该模型计算结果与文献中的试验结果有较好的一致性。
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