abaqus如何施加地震波
abaqus问答自己总结
1、Q:预拉钢筋怎样施加预应力，请各位指点~~~~Q:我在文档里看到要在inp文件定义一个rebar，但是rebar只能用于shell, membrane, and solid elements 。
我现在想做的是一个预应力拉索，不是镶嵌在shell, membrane, and solid 这些单元里的，而是独立的一根拉锁。
拉索单元打算用truss,但是怎样在truss上使用rebar啊？请高手指点还有个问题，我看到别人的inp文件，如下：*rebar,element=continuum,material=rebar2,name=ubartop1,1.005e-4,0.15,0.0,0.5,1第二行第一个是setname（top1),第二个是rebar的截面面积（1.005e-4)，那第三、第四、第五是指什么？（0.15,0,0.5),最后一个应该是方向，是1方向。
哪位高人指点下第三、四、五项分别代表什么？A:施加预应力*initinial conditions,type=stress,rebarelset,rebar name,所施加预应力的值,另prestress hold 为保持所施加的预应力的值不变，我的理解是防止别的构件吃掉所施加的预应力，造成所施加预应力的损失。
使用了这个命令之后就避免了这种损失，保证所施加的预应力都施加到了钢筋上。
A:谢谢指点，你所说的应该是把预应力加在rebar上面，但我发觉truss单元不能定义成rebar，其实是我多想了，truss本来就可以当拉索，实际工程中加预应力只是为了使钢绞线拉紧，起到张拉作用，而在abaqus里，truss本身就是拉紧的，不用施加预应力A:我知道模拟加强筋的时候需要用rebar，但钢筋确实可以直接用truss来模拟,而lz所说的预应力其实其实只是施工时的张力而并不是真正意义上的预应力，比如螺栓预应力之类的。
如果是索的话可能是要施加预应力的，仅个人看法。
基于abaqus的二维粘弹性边界与地震动输入的实现
(2) 式中，右侧三项分别为介质、阻尼
与弹簧在输入地震动过程中产生的抗力。
对于其中的速度与位移项，可结合地震
波到达该节点的时间及输入的地震波的
位移及速度数据插值得到。
3粘弹性人工边界及地震动输 入的有限元实现
3.1粘弹性人工边界及地震动输入在 Abaqus中的实现
以接地阻尼及弹簧对粘弹性边界进 行模拟。在计算边界阻尼系数与弹簧刚 度时，采用文献冈的方法进行边界节点 荷载的计算的基础上，以接地的阻尼与 弹簧的形式输入人工边界，以时程曲线 的形式定义的集中荷载输入地震动，并 做假定：
当前在abaqus中已有的实现粘弹性边界输入的方法主要分为编制uel子程序与修改计算文件两种但考虑两种方法的实现均较为复杂且需at参与操作因此确定一种粘弹性人工边界及地震动输入的简便与精确方法仍然是必要的
技术与应用 Eechnoloav and Aglication
基于Abaqus的二维粘弹性边界与地震动输入的实现
O© = 00(X, y, z, t) + Cu(x, y, z, t) + Ku(x, y, z, t)
图2地震入射方向示意图
Python语言编制了粘弹性人工边界与节 点等效荷载的输入程序，并在程序中直 接调用Abaqus中的接地弹簧-阻尼器并 联单元。程序流程如图3所示。 3.2程序验证
如图4所示，采用800mX400m 的二维模型进行验证。模型网格尺
寸为10m,采用平面应变CPE4R单
元，计算所进行的总时间为3.5s,并
取△才=0. 005s » 土体参数为：弹性
模量E = 1. 323 x 104MPa,泊松比
“ = 0.25，密度p = 2700kg/m3o 对于 均匀弹性介质，自由表面位移的解析解
[土木] 在ABAQUS中对框架结构施加地震波(对初学者普及,同时向大虾们求教)
![[土木] 在ABAQUS中对框架结构施加地震波(对初学者普及,同时向大虾们求教)](https://img.taocdn.com/s3/m/9f8fba7ff242336c1eb95eb1.png)
[土木]在ABAQUS中对框架结构施加地震波（对初学者普及，同时向大虾们求教）初学ABAQUS没多久，由于课程需要，想用实体单元建了一个五层的框架结构，要对其施加地震波。
但是我只学了石老师《实例》的前面部分，只知道些比较基本的操作之类的，于是上网求助于论坛。
在找完很多帖子后，建模并计算，基本算是成功的。
所以首先是要衷心感谢各位在论坛上指导了我的楼主及他们的帖子们。
不过感觉网上各位大侠可能都没体会到民间疾苦，只提了个大概，我们自己得总结半天。
所以在此详细点写下自己查到的方法，回报下论坛上的各位，给其他一些初学的人一些帮助，也达到交流学习的目的。
但同时还有许多自己不知其所以然的，想要请教各位大侠（红色字体是引用别人说的，蓝色字体是我的疑问，望大家讨论或帮忙解答）。
在网上查了些方法：module选load，在tools-----amplitude-----creat默认的continue在Edit Amplitude里面输入时间和加速度，点OK。
点creat boundary condition，出现对话框creat boundary condition，选择acceleration/angular acceleration,continue---选择要施加的边界---done----出现对话框edit bondary condition对话框，在amplitude里选择你所定义的时间和加速度。
点ok就完工了。
这是在CAE里输入地震波的方式，我用的方法是直接在inp文件里加地震波的。
首先在CAE里建好模型，定义两个分析步。
第一个分析步是加自重，采用线性加载的方式。
(a)加载方式：ABAQUS在施加Gravity时，默认为Instantaneous（瞬时加载），如果把结构自重以瞬间加载方式加到结构上，相当于对结构施加了一个脉冲荷载，会引起结构在竖向的振动，在不考虑结构阻尼的情况，这种振动会一直持续下去。
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例（在原反应谱模型上修改）问题描述：悬臂柱高12m，工字型截面（图1），密度7800kg/m3，EX=2.1e11Pa，泊松比0.3，所有振型的阻尼比为2%，在3m高处有一集中质量160kg，在6m、9m、12m处分别有120kg的集中质量。
反应谱按7度多遇地震，取地震影响系数为0.08，第一组，III类场地，卓越周期Tg=0.45s。
图1 计算对象第一部分：反应谱法几点说明：λ本例建模过程使用CAE；λ添加反应谱必须在inp中加关键词实现，CAE不支持反应谱；λ*Spectrum不可以在keyword editor中添加，keyword editor不支持此关键词读入。
λ ABAQUS的反应谱法计算过程以及后处理要比ANSYS方便的多。
操作过程为：（1）打开ABAQUS/CAE，点击create model database。
（2）进入Part模块，点击create part，命名为column，3D、deformation、wire。
continue（3） Create lines，在分别输入0，0回车；0，3回车；0，6回车；0，9回车；0，12回车。
（4）进入property模块，create material，name：steel，general-->>density，mass density：7800mechanical-->>elasticity-->>elastic，young‘s modulus：2.1e11，poisson’s ratio：0.3.（5） Create section，name：Section-1，category：beam，type：beam,Continuecreate profile, name: Profile-1, shape:I,按图1尺寸输入界面尺寸，ok。
施加地震波的方法
施加地震波的方法
地震波这东西听起来就很神秘呢。
那怎么施加地震波呀？
有一种办法是通过专门的地震模拟仪器。
这些仪器就像是魔法盒子一样，能够产生类似地震时的波动。
它们可以根据科学家们设定好的参数，比如说地震波的频率、振幅之类的，然后把这种人造的地震波释放出去。
就好像是在和大地玩一场特殊的“震动游戏”。
在实验室里，还可以用一些小型的模型来施加地震波。
比如说，有那种缩小版的建筑模型或者山体模型。
研究人员会在模型的底部或者周围安装上能产生震动的装置。
然后让这些装置按照预定的方式震动起来，这样就相当于给模型施加了地震波啦。
这就像是给小玩具世界制造一场小小的“地震灾难”，不过这可是为了科学研究哦。
在实际的野外场地，有时候也会施加地震波。
这时候就会用到一些大型的震源设备。
这些设备可以通过激发能量，让大地产生震动，就像在给大地挠痒痒，不过这个“痒痒”可就有点厉害啦，能让大地像真的发生地震一样震动起来。
然后科学家们就可以在不同的地点监测地震波的传播情况，了解地下的地质结构之类的信息。
还有一种比较有趣的方式是利用炸药来施加地震波。
不过这可不能随便玩哦，都是在严格的安全措施和规定下进行的。
把炸药埋在地下特定的位置，然后引爆。
炸药爆炸产生的能量就会转化成地震波向四周传播。
这就像是大地被炸药吓了一跳，然后开始颤抖起来，不过这颤抖的过程就被科学家们紧紧地盯着，用来获取很多有用的信息呢。
ABAQUS粘弹性边界及地震荷载施加的简单实现
ABAQUS粘弹性边界及地震荷载施加的简单实现首先，我们需要定义粘弹性边界条件。
粘弹性边界条件用于模拟结构在受力过程中的非线性、不可逆行为。
在ABAQUS中，可以通过定义材料的本构模型来实现粘弹性行为。
ABAQUS提供了多种可用的本构模型，例如Kelvin模型、Maxwell模型和Burgers模型等。
选择合适的本构模型，设置相应的参数，并将其与结构连接处的边界条件进行关联，即可实现粘弹性边界条件的定义。
在模拟地震荷载时，我们通常采用地震波作为激励载荷。
ABAQUS中可以通过施加地震波加载来模拟地震荷载的作用。
首先，需要导入地震波的时程数据，然后在ABAQUS中创建“地震负荷”的加载类型，并将导入的地震波时程数据与该加载类型进行关联。
在加载类型中，还可以设置相应的时间间隔和振动方向等参数，以控制地震波的加载方式。
接下来，我们将介绍一个简单的工程实例，演示如何利用ABAQUS实现粘弹性边界条件和施加地震荷载的模拟。
考虑一个单层框架结构，其中包含若干根强度较低的柱子，结构底部受到地震作用。
我们的目标是通过模拟地震响应来研究结构的耐震性能。
首先，我们需要在ABAQUS中建立框架结构的有限元模型。
我们可以使用ABAQUS/CAE来创建模型，包括定义结构几何形状、建立单元网格、指定材料性质和截面属性等。
为了简化模型，我们可以使用简单的柱单元和梁单元来表示结构的主体部分，忽略一些细节。
然后，我们定义粘弹性边界条件。
假设我们选择Kelvin模型作为粘弹性材料模型。
在ABAQUS/CAE中，我们可以通过选择合适的材料模型并设置相应的参数来定义材料性质。
然后，将材料与结构的边界与节点区分关联起来，以确定施加粘弹性边界条件的位置。
最后，我们施加地震荷载来模拟地震作用。
首先，在ABAQUS/CAE中导入地震波的时程数据，并定义地震波负荷类型。
然后，我们将导入的时程数据与地震负荷类型进行关联，并设置相应的加载参数，例如时间间隔和振动方向等。
ABAQUS粘弹性边界及地震荷载施加的简单实现
ABAQUS粘弹性边界及地震荷载施加的简单实现(Matlab生成input文件)思路粘弹性边界因为能够考虑地基辐射阻尼而使得结构抗震的计算结果更趋于合理，所以在需要考虑结构地基相互作用的结构抗震计算时，是较为常用的地基边界处理和地震荷载施加方法。
而ABAQUS软件是经常用来进行结构响应分析的有限元软件。
下面介绍一种在ABAQUS中实现粘弹性边界及地震荷载施加的方法。
粘弹性边界是通过在有限元模型的地基边界节点上施加弹簧阻尼器实现的，在ABAQUS中的实现有以下几种方法：第一种，通过ABAQUS自有的弹簧单元spring单元和阻尼单元dashpot实现，具体的单元参数可以参考文献[1]，这种较为精确；第二种是通过ABAQUS的UEL子程序实现，可以看下文献[2]；还有一种是等效单元替代的方法，就是在地基周围加一层单元，然后设置近似的材料参数，参考文献[3]，这一种精度较差，但实现起来较为简单。
我采用的是第一种方法，但操作起来较为繁琐，具体程序及过程后面介绍。
采用粘弹性边界，其配套的地震荷载输入方法就是在已知输入地震位移和速度的情况下，计算各个时刻地基边界各个结点上应当施加的集中力荷载，然后施加荷载，一步一步的进行计算。
地震荷载的施加在ABAQUS中也有两种不同的思路，文献[2]中的方法是通过ABAQUS的DLOAD和UTRACLOAD两个子程序实现。
DLOAD子程序用于施加边界面的法向荷载，UTRACLOAD用于施加边界面的切向荷载。
而文献[1]中则是将边界上每一个节点每个时刻的力都计算出来，然后导入到ABAQUS中作为幅值数据，对每个对应节点施加。
我最初的想法是两篇文章的思路各取一半，用文献[1]的方法实现粘弹性边界，用文献[2]的方法施加地震荷载。
然而尝试了很久，发现这样做的效果并不是太好，可能我编的程序哪儿还是有问题吧。
最后放弃了，统一采用文献[1]的方法实现，具体实现采用MATLAB语言生成ABAQUS的input文件，然后将生成的input文件在模型文件的指定位置插入，用ABAQUS运行即可。
Abaqus地震分析的总结
4、关于单元尺寸、最小增量步时间
4.1 单元尺寸 有限单元长度必须小于最大频率对应波长的 1/10-1/8，因此滤掉高频波后可以增大单元尺寸
详见 Parametric study on seismic ground response by finite element modeling 4.2 时步选择 常选择 0.005，但精确的选择如下：
Abaqus 地震分析的总结——时步、单元尺寸、滤波、等效非线性、无限元 笑看风云
1、自由场地震反应
经典的自由场地震反应用 shake91 或 proshake 等进行分析，在分析完可以导出各层土的等效线性参数，包 括阻尼（粘滞阻尼系数）和剪切模量，用剪切模量可以计算弹性模量，shake 中假定泊松比为常数，对地震 反应没影响。其实 FLAC 中有自带自由场边界，计算地震很方便。 如以下是 shake91 中自带的例子输出得到的参数 ITERATION NUMBER 8 VALUES IN TIME DOMAIN NO TYPE DEPTH UNIFRM. <---- DAMPING ----> <---- SHEAR MODULUS -----> G/Go (FT) STRAIN NEW USED ERROR NEW USED ERROR RATIO --- ---- ---- ------- ----- ------ ------------ ------- ------ ----1 2 2.5 .00077 .007 .007 .0 3851.5 3851.5 .0 .992 2 2 7.5 .00295 .014 .014 .0 3020.0 3020.0 .0 .960 3 2 15.0 .00634 .023 .023 .0 2803.8 2803.8 .0 .892 4 2 25.0 .00976 .028 .028 .0 2985.8 2985.8 .0 .852 5 1 35.0 .01099 .030 .030 .0 3621.7 3621.6 .0 .933 6 1 45.0 .01403 .035 .035 .0 3540.5 3540.4 .0 .912 7 1 55.0 .01362 .034 .034 .0 4296.0 4296.0 .0 .915 8 1 65.0 .01566 .037 .037 .0 4239.8 4239.8 .0 .903 9 2 75.0 .01356 .034 .034 .0 5402.7 5402.7 .0 .792 10 2 85.0 .01505 .037 .037 .0 5266.0 5266.0 .0 .772 11 2 95.0 .01336 .034 .034 .0 6288.2 6288.2 .0 .795 12 2 105.0 .01413 .035 .035 .0 6203.4 6203.4 .0 .784 13 2 115.0 .01233 .032 .032 .0 7357.2 7357.2 .0 .810 14 2 125.0 .01281 .033 .033 .0 7290.8 7290.8 .0 .803 15 2 135.0 .01115 .030 .030 .0 8570.4 8570.4 .0 .829 16 2 145.0 .00865 .026 .026 .0 11292.6 11292.6 .0 .863 Shake 中的 outcrop 指出露基岩，baserock 指土层底部的基岩，因此不考虑波的衰减的情况下，在 outcrop 处用加速度计测得的地震加速度幅值为 baserock 处的 2 倍。 如果在 abaqus 中的土层与基岩的交界面处输入 地震波，在跟 shake91 对比时，要是用 baserock 输入。在 abaqus 中建立的土层数要和 shake91 中的土层数 相等，使用同样的参数，注意是弹模，泊松比，密度和瑞利阻尼。注意 shake91 中必须是 8 列或 4 列数据， 如果使用两列数据，则无法读入加速度。Shake91 是频域有限元法，对于加速度幅值是先放大，再滤波。 自带的例子中滤掉大于 25Hz 的波。
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施加地震波：
1 *amplitude,name=amp,input=seismicdata.dat 输入地震波
2 *boundary,type=acceleration,amplitude=amp施加荷载
•方法：module选load，在tools-----amplitude-----creat默认的continue在Edit A mplitude里面输入时间和加速度，点OK。
点creat boundary condition，涌现对
话框creat boundary condition，选择acceleration/angular acceleration,continu
e---选择要施加的边界---done----涌现对话框edit bondary condition对话框，在
amplitude里选择你所定义的时间和加速度。
点ok就完工了。
在网上查了些方法：
module选load，在tools-----amplitude-----creat默认的continue在Edit Amplitude 里面输入时间和加速度，点OK。
点creat boundary condition，出现对话框creat boundary condition，选择acceleration/angular acceleration,continue---选择要施加的边界---done----出现对话框edit bondary condition对话框，在amplitude里选择你所定义的时间和加速度。
点ok就完工了。
这是在CAE里输入地震波的方式，我用的方法是直接在inp文件里加地震波的。
首先在CAE里建好模型，定义两个分析步。
第一个分析步是加自重，采用线性加载的方式。
(a) 加载方式：ABAQUS在施加Gravity时，默认为Instantaneous（瞬时加载），如果把结构自重以瞬间加载方式加到结构上，相当于对结构施加了一个脉冲荷载，会引起结构在竖向的振动，在不考虑结构阻尼的情况，这种振动会一直持续下去。
如果是混凝土结构，这种竖向振动也会造成混凝土受拉损伤，所以这种加载方式不太合理。
(b)新建加载方式：创建一个新的Amplitude，Type=smooth tpye，0时刻Am=0，然后再选择一个0.5s~1s时刻，Am=1，在这个区间内线性插值，实现幅值从0到1。
这种方式加载要优于上述瞬时加载，但是在起初的0.5s（或者1s，即smooth tpye中设置的终点时间）内计算结果是不准确的，所以要把这部分的计算结果剔除，剔除方法就是，创建2个step，第一个step主要分析自重作用，待自重稳定后开始第二个step地震时程反应分析。
第二个分析步就是加地震波。
输入地震波有两种方法：
1、在如下位置加入下面加黑的字体部分。
格式如下：时间,地震波,时间,地震波,时间, 地震波,时间, 地震波…………每行8个数据（我下到的地震波文件是不带时间的，自己用C++处理了一下）。
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
*End Assembly
*Amplitude, name=Amp-1
0.005, -7.5e-08, 0.01, -3.55e-07, 0.015, -7.03e-07, 0.02, -4.53e-07
0.025, 1.82e-06, 0.03, 7.01e-06, 0.035, 1.5e-05, 0.04, 2.49e-05
0.045, 3.54e-05, 0.05, 4.5e-05, 0.055, 5.2e-05, 0.06, 5.5e-05
………………
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
2、在如下位置加入下面加黑的字体部分。
区别就在于上面那一种是直接把地震波放在inp文件里，而且每一行的最后面是没有逗号的（我也不知道这是不是必须的，帮助文件里没找着）。
而这种方法是将地震波另外放置在一个txt文件里，当然，这个文件得跟inp文件在同一个文件夹里。
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
*End Assembly
*Amplitude, name=Amp-1, definition=SMOOTH STEP
0., 0., 0.5, 0.5, 1., 1.
**
*Amplitude, name=Amp-2, input=DIZHENBO--E-W.txt
**
** MATERIALS
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
其中DIZHENBO --E-W.txt是地震波文件。
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
0,0.0650966,0.02,0.0485266,0.04,-0.00118357,0.06,-0.094686,
0.08,-0.102971,0.1,-0.0514855,0.12,-0.0153865,0.14,0.0224879,
0.16,0.0432005,0.18,0.0538527,0.2,0.0420169,0.22,-0.00532609,
0.24,-0.0426087,0.26,-0.0467512,0.28,-0.0272222,0.3,-0.00769324,
………………
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
对于边界条件，在初始步时将柱底约束住：%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
** BOUNDARY CONDITIONS
**
** Name: BC-1 Type: Acceleration/Angular acceleration
*Boundary, type=ACCELERATION
_PickedSet1399, 1, 1
_PickedSet1399, 2, 2
_PickedSet1399, 3, 3
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
但关键在于这里边界条件的类型是Displacement还是如上所示的Acceleration我不能确定（第二步中的边界得是Acceleration，第一步好像是不可以用Displacement的，不知道对不对）。
在第二个分析步中，将地震波以加速度的形式加在柱底上：%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
** BOUNDARY CONDITIONS
**
** Name: BC-1 Type: Acceleration/Angular acceleration
*Boundary, type=ACCELERATION
_PickedSet1399, 2, 2
_PickedSet1399, 3, 3
*Boundary, amplitude=Amp-2, type=ACCELERATION _PickedSet1399, 1, 1, 1。