ABAQUS显式分析方法在钢筋混凝土结构中的应用

为了考察ABAQUS显式分析方法在钢筋混凝土结构上应用的适用性和准确性,用显式与隐式两种分析方法对迭代算法和求解时间进行了对比,并且对钢筋混凝土悬臂梁分别进行了隐式和显式模拟分析。用结果曲线详细地对比可知,显式分析方法能够在解决材料失效和破坏导致的收敛问题的基础上,较为准确地模拟钢筋混凝土结构响应。最后,给出了采用显式分析参数定义时的注意事项及判定分析结果稳定性的方法。

显式分析方法在高层建筑弹塑性地震反应分析中的适用性研究

目前隐式方法是动力弹塑性时程分析最常用的分析方法,然而隐式方法在强非线性分析中常常存在迭代不收敛的问题,并且刚度矩阵求解消耗的存储空间随结构自由度增加呈几何级数增长。因此,在求解高层建筑这种大规模问题中,极易遭遇计算瓶颈。显式分析方法直接求解解耦的方程组,不需要迭代。本文对隐式方法和显式方法进行了对比分析,研究了显式分析方法在高层建筑弹塑性地震反应分析中适用性。实例分析表明,从计算精度来讲,隐式方法和显式方法在稳定条件下都能得到较好的精度。从计算效率来讲,对于自由度较少的结构,隐式方法计算效率较高;对于自由度庞大的结构,显式方法计算效率较高。建议在进行自由度多的高层建筑弹塑性地震反应分析时,采用显式分析方法。

基于动态显式分析的复合材料盒段失效模拟

为了研究复合材料结构失效过程并为强度设计提供分析依据,对结构进行失效模拟。在静态隐式分析中,材料的失效和破坏常常导致严重的不收敛。针对复合材料多墙盒段结构,采用动态显式分析方法对弯曲载荷工况进行了试验模拟。壁板和墙均采用层壳元,在上壁板中面嵌入一层体元模拟层间失效,利用用户自定义材料(VUMAT)的方法对材料性能进行连续衰减,并进行渐进式失效分析。分析表明,动态显式分析避免了不收敛问题,能比较准确地模拟复合材料盒段的失效过程,无论是应变、屈曲载荷、破坏载荷,还是破坏形式,分析结果均与试验结果吻合较好,屈曲载荷、破坏载荷的预测值与试验结果误差在7%以内。表明本文方法可以满足工程设计和分析要求。

共因故障系统可靠性的显式分析方法

系统存在共因故障时,由于单元之问的统计相关,增加了系统可靠性分析的困难。通过提出单元正常和故障状态描述方法,以及系统正常和故障状态描述方法,系统阐述了显式分析方法的数学理论。采用例题说明了,显式分析方法不但在Marshall-Olkin的相似模型条件下适用,还适用于普遍情况。

梯形单元及其显式分析

本文介绍一种具有显式单刚的梯形元,它既是线性元,又能较方便拟合直线边界,且能直接获得单刚对结点座标的解析导数式,从而可推得位移应力等约束敏度,不必使用数值积分和差分求导,大大节省了机时,使有限元分析能与高效的优化算法有机结合。文中对比了几种其他类型的单元的计算,并给出了在重力坝分析上的应用情况。示例证明本文导出的显式刚度矩阵及其敏度公式正确无误,计算效率高,结果合理可信,能供工程实际应用。

公路桥车桥耦合振动的隐式和显式分析方法研究

求解公路桥在车辆荷载作用下的振动响应,不仅能为设计提供参考,还可以为桥梁运营阶段的管理和养护提供依据。对比分析车桥耦合振动的隐式和显式分析方法,分别在Matlab自编程序和LS-DYNA有限元程序中建立隐式模型和显式模型,以一座简支空心板梁桥为算例,用两种分析方法分别求解该桥在移动车辆荷载作用下的振动响应,并将数值计算结果与实测结果对比,分析两种方法的合理性。研究结果表明,两种建模分析方法各有利弊,显式建模计算结果峰值偏大,综合考虑,建议采用隐式建模分析方法求解车桥耦合振动响应。

基于Abaqus显式分析的行李箱盖关闭力分析

针对包括铰链、锁和密封条等机构在内的行李箱盖,用Abaqus/Explicit分析在快速关闭情况下各部位的受力状况,进而对其布局进行优化,以提高各机构的使用寿命.

显式与隐式方法求解含时薛定谔方程及误差分析

含时薛定谔方程是量子力学最重要的方程之一,它可以给出不同相互作用势下体系波函数的演化。相互作用势的复杂形式使得薛定谔方程一般没有解析解。如何较准确地数值求解含时薛定谔方程,对许多物理问题有着重要意义。本文采用显式与隐式的方法求解薛定谔方程。从结果可以发现,隐式的方法得到的波函数精度远高于显式方法,且误差具有收敛性。为了进一步探索隐式格式的可行性,本文还采用有限温度下的屏蔽势,利用隐式方法具体求解粲夸克偶素的波函数演化。

金属切削过程的三维显式动力分析

利用非线性有限元程序LS-DYNA,对低碳钢直角自由切削过程进行三维显式动力分析。模型采用单点积分Lagrange算法的三维显式实体单元solid164,以各向同性应变率相关分段线性塑性材料本构模拟切削层材料,以面—面固连断开接触算法模拟切屑与工件母体的分离过程,以同时考虑滑动摩擦与粘结摩擦的模型模拟切屑与前刀面的接触关系。显式分析结果预测低碳钢切削过程中切削力的大小,切削力分析值与已有实验值相比误差为0.6%;模拟出切屑变形过程中金属晶粒的剪切滑移和流动现象;获得切屑的变形形态及切屑中压力及应力应变的分布情况。

显式分析法在舰船振动特性研究中的应用研究

针对有限元程序在隐式分析方面不能解决大规模计算的弊端,提出用显式分析法对现有计算方法进行改进.研究表明,显式分析法能有效改善因计算规模带来的问题,并能更直观地反映结构的实际振动情况.在此基础上,计及螺旋桨脉动压力与轴承力的影响,针对某舰不同航行状态开展了螺旋桨激励力对舰船振动的影响研究,得到了不同航行状态下舰船的振动响应,分析结果表明:同一航速下,双桨同时工作较四桨同时工作的振动偏大,从减小振动角度出发,宜采用四桨同时推进的方式航行.

曲轴滚压的显式动力学分析

建立了曲轴圆角滚压的显式动力学分析模型,得到了圆角部位应力沿层深分布规律,研究了进给量和滚压道次对残余应力分布以及数值方面的影响。结果表明:圆角滚压后产生了足够强度和分布区域的轴向压应力,有利于抵消曲轴工作状态下由弯曲载荷所产生的拉应力;残余压应力在一定范围内随进给量增加逐渐增加,此后随进给量增加不升反降;残余压应力在滚压过程中小幅波动,随滚压道次增多残余压应力波动范围逐渐减小,最后趋于稳定,增加滚压道次的意义在于稳定和保持已获得的残余压应力。揭示了圆角滚压可显著提高曲轴弯曲疲劳强度的原因所在,提供了理想进给强度和滚压道次的分析计算方法,为曲轴滚压工程实际合理选择工艺参数提供了参考和理论支撑。

多铅芯橡胶隔震支座非线性力学性能试验研究及其显式有限元分析

对应用于桥梁隔震的多铅芯橡胶支座进行非线性力学性能试验,并与理论计算结果进行对比分析。研究表明:多铅芯橡胶隔震支座性能稳定、受力性能良好、安装方便,是一种理想的桥梁隔震装置。在此基础上,采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析多铅芯橡胶支座的非线性动态特性,建立铅芯橡胶支座的FEA(有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载,进行了数值模拟分析,其结果与试验曲线基本吻合,从而为确定多铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法,进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。

显隐式分析方法在复合材料失效分析中的应用

针对复合材料失效等准静态问题,提出了显隐式联合的求解方法:在加载前期,非线性程度较低时,采用计算效率较高的隐式求解器求解;在材料出现损伤后,非线性程度较高时,改用条件收敛的显式求解器推进计算,中间通过数据传递将材料的应力应变水平及材料损伤状态由隐式求解器传递到显式求解器。该方法在保证计算精度的前提下,兼顾了隐式与显式分析的优点,有效提高了计算效率。

转向架交叉杆冷冲压动态显式有限元分析

通过交叉杆材料的拉伸实验,获得了交叉杆材料的应力—应变关系;在此基础上,用动态显式有限元法对机车车辆的转向架交叉杆冷冲压加工过程进行计算机模拟分析。在不同工艺参数下,如:不同的摩擦系数、不同的冲压速度等,对冲压过程中应力、应变和局部减薄量等进行了分析。模拟结果为减少调试和优化工艺参数提供了依据。

海上风电场单桩基础锥体结构冰荷载显式动力分析

针对渤海某3MW单桩式海上风电场进行了抗冰锥结构设计,并通过LS-DYNA软件对直立桩结构及加装的锥体结构冰荷载进行显式动力分析。通过分析冰排在直立桩和锥体结构前的破坏模式及破坏特点,获得冰力时程曲线及冰力值,将有限元分析结果与规范公式的计算结果进行对比分析。通过改变抗冰锥锥角,研究不同锥角情况下结构冰荷载的变化规律。结果表明,直立桩冰荷载数值分析结果与规范公式计算结果较为接近,锥体结构冰荷载数值分析结果与Ralston公式计算结果相差较小,冰荷载水平分量随锥角的增加而显著增大,而竖向分量则随之降低。显式动力分析结果可为单桩式海上风电结构抗冰锥冰荷载估算及锥体结构尺寸优化提供参考。

基于Bouc-Wen模型的消能减震结构显式非线性时程分析

该文基于Bouc-Wen模型构造了一种2节点12自由度的显式消能器单元;利用修正的向前Euler算法实现了单元内力计算。将该文显式单元及其内力计算方法在完全自主研发的非线性有限元分析程序中完成开发。为提高显式分析效率,自主研发程序采用了CPU+GPU异构并行计算技术。通过与低屈服点钢剪切滞回试验对比,验证了该文显式消能器单元的正确性和适用性。采用该文显式消能器单元模拟某实际消能减震结构的金属消能器;基于结构整体动力分析结果,讨论了金属消能器的减震效果。

建筑结构显式拟静力推覆分析方法研究

基于结构的精细化非线性有限元模型和显式拟静力求解方法,提出了结构拟静力推覆分析方法(EQPA);为控制结构惯性效应,给出了加载模式和基于能量的评价方法。在自主研发的CPU+GPU并行有限元软件中开发实现EQPA,可有效克服大规模复杂结构隐式Push-Over分析中计算量大和收敛性差的问题。使用EQPA对某超高层剪力墙结构的抗震性能进行分析,并与三组人工地震动的简化动力增量分析(sIDA)对比。结果表明,EQPA的结构惯性效应得到有效抑制;EQPA耗时仅为sIDA耗时的4.97%;两种分析方法的结果有一定差异,但两者的结构能力谱曲线、层间变形规律、薄弱楼层和构件损伤规律较为接近。

轮胎与路面障碍碰撞过程显式有限元分析

将车辆简化为单自由度振动模型,采用ABAQUS有限元分析软件建立11.00R20全钢载重子午线轮胎在水平路面上滚动的三维有限元模型,模拟轮胎与路面障碍的碰撞过程,并用显式有限元程序分析轮胎在碰撞过程中的受力、变形和接地压力分布等力学特性。结果表明,碰撞过程对轮胎力学特性有很大影响。

显式动态分析在液压支架强度分析中的应用

运用非线性有限元分析软件ABAQUS/Explicit显式求解器,对ZY17000/32/70D型两柱掩护式支架在顶梁屈服变形、底座弯曲组合工况和顶梁弯曲、底座对角线加载组合工况下的受力状况进行动态模拟分析,考察支架整架的刚度、稳定性和抗冲击性能,总结支架各主要部件的位移和应力分布特点,从而为液压支架的设计和优化提供重要的参考依据。

基于显式语义分析的本体概念匹配算法

本体相似度计算是本体领域的研究热点。本体相似度计算可以利用本体概念匹配算法进行衡量。本文针对本体合并工具prompt中本体概念匹配算法在计算本体概念相似度方面的不足,将基于维基百科的显式语义分析方法应用于本体概念相似度计算中,有效提升本体相似度计算的准确性和效率。