### 知识点一:ANSYS软件概述
ANSYS软件是由ANSYS公司研制的大型有限元分析(FEA)通用软件,它被广泛应用于工程设计、仿真、验证和优化等众多领域。ANSYS软件具备强大的模拟和分析能力,可以帮助工程师解决各种复杂的工程问题。最新版本为12.0,它能够模拟现实世界中的物理过程,包括结构分析、热分析、流体动力学分析等。ANSYS公司由美国著名力学专家John Swanson博士于1970年创建并发展起来的,总部位于美国宾夕法尼亚州的匹兹堡。
### 知识点二:邓肯-张模型
邓肯-张模型是一种用于描述土体应力-应变关系的非线性本构模型。该模型由Duncan与张金荣等人于1970年提出,基于土体应力-应变关系近似为双曲线的假设。邓肯-张模型采用Mohr-Coulomb破坏准则,并包含了两个子模型:Duncan-Chang µ-E模型和BE模型。BE模型的特点是用切线体积变形模量替代切线泊松比。
### 知识点三:二次开发与APDL语言
二次开发是指在现有的软件基础上,利用软件提供的开发接口或者开发工具,进行扩展或者定制化的开发工作。在ANSYS软件中,二次开发可以通过其内置的APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言来实现。APDL是一种类似于FORTRAN的解释性语言,它与ANSYS命令结合,提供了参数化设计、宏、标量、向量、矩阵运算、分支、循环等编程功能,并能够访问ANSYS有限元数据库,以及提供界面定制功能,实现参数交互输入、消息机制等。这些功能的提供,使得用户可以针对特定的工程问题进行二次开发,以满足更精确或者更复杂的模拟需求。
### 知识点四:二次开发实例分析
本文通过对邓肯-张模型在ANSYS中的实现,给出了二次开发的具体方法和步骤。利用APDL语言编写了邓肯-张本构模型;然后,根据土石坝工程的平面问题进行了模型检验,检验结果表明开发的模型是正确合理的,并具有较好的计算精度,适用于实际工程中的复杂非线性土工问题。
### 知识点五:邓肯-张模型实现的关键技术
邓肯-张模型的二次开发和实现,涉及到复杂的数学公式和力学原理。切线弹性模量、初始切线模量、切线体积模量等都是根据土体的应力状态和应变状态进行计算的。模型的实现需要考虑加载与卸载情况,以及重复加载与卸荷问题,并通过试验确定关键参数。在此基础上,通过编程语言实现了模型在ANSYS中的参数化建模和模拟。
### 知识点六:工程应用检验
在土石坝工程的平面问题中,作者应用了开发的邓肯-张模型,并通过计算坝体的初始参数、填筑坝体第一层、提取单元应力状态等步骤进行模拟。通过比较计算结果与实际数据,验证了模型的正确性和实用性,证明模型能有效解决实际工程中的复杂非线性土工问题。