FLAC3D的FAQSimWe.docx

1、FLAC3D的FAQSimWe看到其它板块上都有这个FAQ，也就是常见问题问答，今天抽了时间进行了整理，想到了就写下来了，因为看到很多初学者费了很多的时间，但是还是没有将常用的命令掌握，所以这个也可以作为入门的初级教材，使大家能够快速的上手，而不用为了某个小命令到处求助。1. FLAC3D是有限元程序吗？答：不是！是有限差分法。2. 最先需要掌握的命令有哪些？答：需要掌握gen, ini, app, plo, solve等建模、初始条件、边界条件、后处理和求解的命令。3. 怎样看模型的样子？答：plo blo gro可以看到不同的group的颜色分布.4. 怎样看模型的边界情况？5. 怎样看模

2、型的体力分布？答：plo fap red sk6. 怎样看模型的云图？答：位移：plo con dis (xdis, ydis, zdis) 应力：plo con sz (sy, sx, sxy, syz, sxz)7. 怎样看模型的矢量图？答：plo dis (xdis, ydis, zdis); J1 1 V# r X8 Jb( a * L) I6 K& h- c8. 怎样看模型有多少单元、节点？答：plo info+ s. l1 C & j; l# * W4 Z8 y$ w7 h H4 Z A. Z9. 怎样输出模型的后处理图？Q0 b J; X* Z( Z7 P. d0 c答：File

3、/Print type/Jpg file，然后选择File/Print，将保存格式选择为jpe文件9 y. . v9 / # ! : E4 Z10. 怎样调用一个文件？答：File/call或者call命令3 p8 x$ I# A2 L Z4 S; w, g$ $ p2 ! F E8 T10. 如何施加面力？答：app nstress& Q* d( s. y( ?! U% G11. 如何调整视图的大小、角度？9 i2 - o) X& d答：综合使用x, y, z, m, Shift键，配合使用Ctrl+R，Ctrl+Z等快捷键7 Z6 a$ V% q1 u7 r* o8 |6 F 4 i: m

4、- ?12. 如何进行边界约束？答：fix x ran （约束的是速度，在初始情况下约束等效于位移约束）13. 如何知道每个单元的ID？答：用鼠标双击单元的表面，可以知道单元的ID和坐标14. 如何进行切片？答：plo set plane ori (点坐标) norm (法向矢量) plo con sz plane (显示z方向应力的切片) 15. 如何保存计算结果？答：save +文件名16. 如何调用已保存的结果？答：rest +文件名；或者File / Restor17. 如何暂停计算？答：Esc18. 如何在程序中进行暂停，并可恢复计算？答：在命令中加入pause命令，用continu

5、e进行继续19. 如何跳过某个计算步？答：在计算中按空格键跳过本次计算，自动进入下一步20. Fish是什么东西？答：是FLAC3D的内置语言，可以用来进行参数化模型、完成命令本身不能进行的功能21. Fish是否一定要学？7 W, H: : h% O* h$ d, q& S答：可以不用，需要的时候查Mannual获得需要的变量就可以了7 ; 5 X! u, N; T: T22. FLAC3D允许的命令文件格式有哪些？答：无所谓，只要是文本文件，什么后缀都可以23. 如何调用一些可选模块？* c7 g0 n# U; : 1 e答：config dyn (fluid, creep, cppudm

6、)24 .如何在圆柱体四周如何施加约束条件？+ I! 8 _. b* p# S h可以用fix . ran cylinder end1 end2 radius r1 cylinder end1 end2 radius r2 not，其中r2r1，其实就是选择range的时候选两个圆柱的差，即得到边界。0 I! o: A y0 U: A- + Q25. 如何能把一个PLOT的图像数据导出来以便用其他软件绘图？; f: W& & L( w4 l/ A$ N回答：用set log on 命令，把数据导出来，转到excel里处理一下，然后用surfer或者什么作图软件绘制就行了。26.关于dd、dip

7、的理解：- o$ a$ I5 J1 F* Udip-direction angle, measured in the global xy-plane clockwise from the positive y-axis 这个是从y轴到x顺时针方向所转过的角度；dip dip angle, measured in the negative z-direction fromthe global xy-plane 这个是xy平面与z轴负方向的夹角。% K$ T( j! B/ j: S# n/ y- ddip表示对称参照面与xy平面的夹角，对称参照面与xy平面的夹角在xy平面的投影是一条射线 ，dd表

8、示y轴正向顺时针到那条射线的夹角。首先应该按照dd的方向大体确定这个面的朝向，dd 指的是从y轴正方向按顺时针（clockwise）方向转向所要确定面的法线方向在xy平面上的投影的夹角，然后再确定dip，dip指的是从xy平面转向所要确定的平面的角。6 9 W+ r% y3 4 q* z2 j8 u27.如何调用FISH文件？8 b! * m j+ l1 J* y: 5 s% J新手调用FISH文件出错的原因：是：文件名为 fishcall.fis.txt(因为在记事本里这个txt的后缀是默认的）。修改方法是：将 fishcall.fis.txt里面的内容全部复制到新的记事本里，再按保存，保存

9、时候将保存类型改为所有文件(*,*),这时你便可在文件名栏内输入 fishcall.fis，类型也就正确了。6 D- _0 % O9 l- ?& P28.如何理解Tension-p shear-p tension-n shear-n表示的含义？在计算的循环里面,每个循环中,每个zone都依据failure criterion处于不同的状态,shear 和tension分别表示因受剪和受拉而处于塑性状态。n表示now，p表示previous,即分别表示在现在和以前的循环当中处于塑性状态。$ S) _# F5 n$ T+ $ k9 u. GC6 ?29. 绘制相关曲线命令的一些解释. x, S;

10、W2 - v, r6 m1) 在plot hist m vs n的形式里,m代表y轴,n代表x轴(不管m,n的正负);: u9 g5 J; E/ k3 V8 x8 u) 2) -表示对其值作mirror,如果大家使用AUTOCAD的话就明白mirror的含义了,比如上面的 hist 1 gp ydisp的值是0100,那么vs -1就变成-1000.以此类推.3 H2 a! 3 E* L3) 为什么要这么做呢?主要是为了符合岩土工程的习惯需要,例如桩载荷试验曲线,沉降曲线等都不是画在第一象限内. 8 $ ty k- j8 en. s6 Y6 F/ N. . EN$ 1 L1 r30. 如何查看

11、剖面上任一点的位移值？print gp disp range x() y( ) z( )或print gp disp range id plot gp disp range x() y( ) z( )或% $ x! Z* U* H9 V1 X! mplot gp disp range id g4 b: P0 v- d9 P: c8 F O1 F3 7 z) h ( y W31. fix x y z range x -0.1 0.1 .a S4 O) D Z1 n+ I8 v2 N fix x range x -0.1 0.1.b( k9 y: T/ S( V, v+ D 请问a式与b式有何区别

12、？a 表示 在x=0 这个平面 是固定的b 表示在x=0 这个平面 只x方向不能发生运动IL4 ( L# p h/ n32. initial 与 apply 有何区别？ K4 a9 |2 N5 A( Ginitial初始化命令，如初始化计算体的应力状态等；, n* g. d3 q* r( Oapply边界条件限制命令，如施加边界的力、位移等约束等。initial的应力状态会随计算过程的发生而发生改变，一般体力需要初始化，而apply施加的边界条件不会发生变化。* c4 X7 I5 S0 Q2 j- e K8 Y# i! 33. 如何查看各个时段不平衡力的具体数值？( O S; f* r! z(

13、 L# h采用his来记录计算，包括位移应力等 命令his unbal 9 B# a f, 8 lhis gp(zone) zdis range (0 0 0) 或者id=？: , U9 t6 |0 V! N6 L o x1 Z! Y! Q导出数据命令his write n vs m begin 时步end时步 file filename.his& F. L4 y: E3 ?0 F2 F5 Z2 xn表示纪录的id m表示时步要导出不平衡力的具体数值2 e7 K+ G, This unbal5 e8 O dV# I* x$ s c+ jstep 100000 or solvehis write

14、 1 vs step begin 1 end 1000 file 123.his使用上述命令就可以查看各个时步下的不平衡力的具体数值 8 c4 P5 Z; L$ J2 34. 如何显示变形轮廓线的命令？- h+ O) 4 * |, ?& J, + + L( f, Iplo ske magf 10 其中10为放大系数（位移清零后结算结果）（ME-S）（位移没有清零的计算结果）（ME-S）（位移没有清零的计算结果）（MM-SE）（位移清零的计算结果）（MM-SE）单元剪切应变率（hist id= zone ssr x y z）单元剪切应变增量（hist id= zone ssi x y z）按塑性

15、力学理论，一点的应变张量可以分为与体积变化有关的球形应变张量和与物体形状变化有关的应变偏量。FLAC3D里称球形应变张量为体积应变张量，应变偏量为剪应变张量。在进行理想塑性分析时，常假设体积不变，此时球形应变张量为零，应变偏量等于应变张量（尤其对于金属材料）；或者考虑体积力只引起体积变形，剪切力只引起剪切变形。但在进行岩土塑性分析时，尤其是对于土体，具有压硬性和剪胀性的特性。压硬性指的是静水压力（体积力）与剪切变形的耦合作用，即静水压力也会引起剪切变形。剪胀性是指切应力与体积应变的耦合作用，即切应力也会引起体积改变（扩容或体积收缩）。对于岩土材料来说，静水压力不仅产生弹性和塑性的体应变，而且由

16、于静水压力的存在，还会引起剪变形刚度的增大而使切应变变化；而切应力不仅会产生弹性或塑性的切应变，而且会引起剪胀或剪缩。因此与弹性和理想弹塑性材料相比，岩土的本构关系显然要复杂得多。但FLAC3D中常用的莫尔库仑模型还是采用的理想塑性分析。FLAC3D的塑性本构模型采用的是增量理论，因此其计算结果里并没有应变值，而出现的是体积应变增量(vsi)、剪应变增量（ssi）和体积应变率(vsr)、剪应变率(ssr)。由于应变增量张量是一个三维张量，上述各项应该出现的是由多个值组成的三维状态量，但FLAC3D里给出的都只有一个值，实际上对体积应变给出的是平均应变增量；对剪应变给出的是最大剪应变增量值。尽管

17、FLAC3D的计算结果不能直接得到全应变，但后处理程序语言FISH中还提供了全应变增量fsi和全应变率fsr的变量z_fsi(p_z,arr)和z_fsr(p_z,arr)，其中，arr表示六个分量。可根据这两个变量写FISH代码得到全应变增量和全应变率。好像实际分析中用到体积应变的很少，对剪应变的分析多一些，如在边坡分析中通过剪应变率形成的条带判断滑动面的生成。其原理在于：滑动面各点的剪应变改变速率要快于沿该点滑移面法线方向上的各点。对于应变软化或硬化，FLAC3D的处理方法仍然是在莫尔库仑模型的理论框架下进行计算，只不过需要定义一个随应变而变化的材料属性（粘聚力、内摩擦角和抗拉强度）函数，

18、在材料达到屈服后的计算的每一时步，程序都根据这些函数弱化或强化这些材料属性，在每一步计算时，材料的本构关系仍然遵从莫尔库仑模型。这种模型的好处还在于可以直接从单元的材料属性中得出剪切塑性应变和拉伸塑性应变，这样就可以很方便地根据全应变张量得到单元的弹性应变（全应变减去塑性应变为弹性应变）。当然，该模型的难点也显而易见，那就是如何给出这个材料属性软化或硬化的函数。在做数值模拟时，岩体初始应力场就是在本次开挖前岩体的应力状态，这种应力状态应该是稳定的（数值模拟中以最大不平衡比率来衡量）。但在实际中，岩体的初始应力状态由于受到多种因素的影响而非常复杂。以一个露天煤矿边坡岩体为例，首先，重力作为外加载

19、荷将产生重力场，如果该岩体在过去的地质历史中经历了各种动力运动，由于温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其它物理化学变化等也可引起相应的应力场。除了自重应力场和构造应力场外，由于露天煤矿采用爆破开采，这种动载荷对边坡岩体应力场的扰动也不可忽略。现在要对在露天煤矿边坡岩体下的井工开采进行数值模拟，考虑上述各种因素，则初始应力场的确定就十分困难了。如果有条件做地应力测量的话，当然更好。如果没有条件，就只能做简化。中尉的论文只考虑井工开采对露天边坡的扰动，因此忽略了动载荷的影响，也没有考虑构造应力，只加入自重应力场。开挖前的应力状态首先是一种平衡状态，因此自重应力作为外力应与岩体中存在的应力场产生平衡。由于考虑本次开挖的影响，因此开挖前的应力状态一般也应不产生破坏（塑性区）而且位移场也应为零。因此可认为：在进行数值模拟时，岩体在自重应力场下达到平衡状态时的应力状态就是初始应力场。但同时还要对位移和塑性状态清零。以FLAC3D为例，可有如下获取初始应力场并开挖计算的方法：(1) 对模型施加重力，采用弹性模型计算至平衡状态，保存；(2) 恢复保存文件，位移清零，采用弹塑性模型，施加重力；(3) 开挖，计算，保存结果。这种方法由于第一步采用弹性模型可避免出现塑性区，但第二步位移场仍然需要清零，值得注意的是，第二步仍然需要施加重力，因为这样才能保证此时的平衡状态（重力与第一步计算出的应力场平衡）。