基于ABAQUS/Explicit的准静态分析综述

刘怡东 常洪源

关键词：准静态分析；ABAQUS/Explicit显示分析

一、前言

在模拟剪力墙非线性分析时，经常要使用准静态分析，如果用ABAQUS/Standard进行静态分析，计算时间会很长，甚至常常无法收敛。使用ABAQUS/Explicit进行准静态分析，就不存在收敛问题，就是用慢速运动的ABAQUS/Explicit动态分析模拟静态问题，其关键是要设置合适的加速度、分析步时间和质量缩放系数等模型参数，避免加载速度过快导致的局部变形问题，使结果尽量接近静态分析的结果，否则即使能得到分析结果，其计算结果往往也是错的

二、准静态分析

1. 光滑幅值曲线

对于准确和高效的准静态分析，要求施加的载荷尽可能地光滑。突然、急促的运动会产生应力波，它将导致振荡或不准确的结果。

ABAQUS有一条简单、固定的光滑步骤（smooth step）幅值曲线，它自动地创建一条光滑的载荷幅值。当你定义一个光滑步骤幅值曲线时，ABAQUS自动地用曲线连接每一组数据对，该曲线的一阶和二阶导数是光滑的，在每一组数据点上，它的斜率都为零。由于这些一阶和二阶导数都是光滑的，你可以采用位移加载，应用一条光滑步骤幅值曲线，只用初始的和最终的数据点，而且中间的运动将是光滑的。使用这种载荷幅值允许你进行准静态分析而不会产生由于加载速率不连续引起的波动。

2. 质量放大

质量放大（mass scaling）可以在不需要人为提高加载速率的情况下降低运算的成本。需要注意的是，采用质量缩放技术增大材料密度会增大动态分析的惯性效应，如同增大了加载速率。……