基于ABAQUS二次开发的框架结构有限元分析平台的设计

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ABAQUS是目前国际上最为先进的非线性有限元分析软件之一,可以模拟绝大部分工程材料的线性和非线性行为。ABAQUS中自带的CAE既是进行有限元分析的前、后处理模块,也是建模和分析的人机交互平台。但作为大型通用有限元分析软件,ABAQUS不会针对特定的工程问题设置单独的模块来简化建模操作。为了弥补这一不足,ABAQUS提供了丰富的二次开发接口开发特定的图形用户界面来实现前处理参数化建模和后处理结果分析,从而大大提高了建模和分析效率。本文基于ABAQUS二次开发,利用Python语言编写了钢筋混凝土(以下简称RC)框架结构有限元分析前、后处理模块的脚本程序,实现了RC框架结构实体模型的参数化建模及分析。主要工作如下:(1)基于Python语言的ABAQUS有限元软件的二次开发技术,并结合ABAQUS/CAE中前、后处理的各个功能模块,提出了适用于建立RC框架结构有限元分析平台的总体设计流程。(2)结合总体设计流程,对RC框架结构有限元分析平台前处理过程中的建模、属性、分析步、荷载、网格模块以及后处理模块的具体实现流程进行了设计,并介绍了平台设计过程中的关键技术。(3)结合结构设计理论和ABAQUS提供的二次开发接口,利用Python语言编写了RC框架结构的参数化建模、定义并赋予材料及截面属性、建立分析步、施加荷载、网格划分等脚本程序,并通过ABAQUS GUI的工作原理以及与Kernel内核交互的方式,开发了RC框架结构有限元分析平台。(4)为了验证平台的可行性和高效性,结合工程实际问题,对所研发平台的各个模块进行测试验证,结果表明采用该平台能快速有效地实现结构的参数化建模和结果分析,得到较为理想的结果。
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