基于ABAQUS的新型格型地下连续墙稳定性评估

对于需要采用格型地下连续墙围护的工程而言,设计一种能够节省造价的新型格型地下连续墙并评估其稳定性具有很大的意义。本文以广州某码头项目为背景,结合工程设计资料、钻探、物探资料,设计一种新型格型地下连续墙,并利用ABAQUS有限元软件,建立新型格型地下连续墙模型,模拟基坑开挖过程,进行有限元计算并分析结果,对照现场实测数据,对该种新型格型地下连续墙的稳定性进行评估。研究结果表明:该种新型格型地下连续墙有限元计算最大侧移为20 mm,实测数据为14 mm,满足稳定性的要求,同时达到节省造价的目的;新型格型地下连续墙最大侧移出现在基坑底部与该种新型格型地下连续墙的“一型”位置的相交处;采用ABAQUS模拟,能够较好地对新型格型地下连续墙的稳定性进行评估。

基于Feon-Abaqus的杆梁混合结构的有限元分析与应用

由于不同类型单元的结合处其结点自由度不一致,在杆梁混合结构的内力分析过程中整体刚度矩阵的集成存在效率较低、存储空间较大等问题.Feon框架采用的集成方式在运算速度和存储经济性等方面仍存在改进空间,且Feon目前仅能处理线性情形.Abaqus虽能处理各种非线性问题,但缺少针对混合结构的参数化建模解决方法.将Feon与Abaqus进行结合,可以为杆梁混合结构的线性及非线性有限元分析提供更为有效的方法.该文首先改进Feon中整体刚度矩阵的集成方法,新方法显著减小了计算中的过渡矩阵和最终刚度矩阵规模,提高了处理速度和存储经济性.其次基于对Feon框架的改进,提供了在Python平台上直接对杆梁混合结构进行有限元分析的方法,将处理范围由线性拓展到非线性,并编写了相应的Feon-Abaqus转换程序,提供了Abaqus处理混合结构参数化建模解决方法.最后通过算例验证了改进方法在确保计算精度的同时能提高计算速度,验证了基于Feon-Abaqus在杆梁混合结构线性和非线性分析中的有效性.

基于ABAQUS CEL的高速水冲击载荷仿真与试验研究

针对水陆两栖飞机水箱汲水过程中形成的高速水流冲击问题,开展了高速水冲击载荷特性研究。提出了一种基于调节腔内气压的水冲击试验方法,通过调节储水容器内气压改变水流冲击速度,开展高速水流冲击试验研究;运用ABAQUS CEL数值仿真方法,预设水流初始速度,建立高速水流冲击的有限元模型,分析了水流速度和水管端部与平板间距对于冲击压力的影响。结果表明:数值仿真计算结果与试验结果相差不大,验证了该模型的准确性;水流速度越大,平板受到的冲击压力越大;水管端部与平板的间距越大,平板受到的水流冲击压力越小。

ABAQUS二次开发在O型圈密封组件仿真分析中的应用

基于Python语言对ABAQUS软件前处理和后处理模块进行二次开发,形成O型圈典型密封结构性能仿真评估插件。结果表明,基于该插件可快速进行几何建模、材料赋予、网格划分、边界加载、结果后处理并自动生成Word报告,能帮助快速识别影响密封性能的关键设计参数、验证设计合理性、节约仿真时间,较大程度地提高了仿真效率。

基于ABAQUS的装配式墙板构件力学性能分析

以岳盟工业区城市更新单元规划学校工程为例,利用ABAQUS软件对装配式墙板构件力学性能进行有限元模拟分析。在三维模型,结合装配过程及使用过程中装配式墙板受力情况设置网格划分,施加相应荷载分析了墙板的应力、应变和位移等响应,得到墙板的抗拉形变图、滞回曲线和力学性能特点等。

基于ABAQUS的灌注桩竖向承载力模拟分析

作为一种常见的地基处理方式,灌注咬合桩在深基坑领域中应用广泛。为了评估和预测灌注咬合桩的竖向承载力,结合中国铁建华南总部大厦基坑工程咬合桩情况,提基于ABAQUS数值模拟方法进行灌注桩竖向承载力模拟分析。通过混凝土桩与钢筋混凝土桩的交叉连接,对灌注桩的竖向承载力进行分析。研究结果表明:在地应力和周围土压力的作用下,咬合桩主要应力分布在钢筋混凝土桩中部和交叉连接处。通过工程桩基承载力与预测值进行对比,检验了咬合灌注桩模拟结果的可靠性。

基于ABAQUS的变电站GIL管廊基坑边坡稳定性分析

气体绝缘金属封闭输电线路综合管廊工程(gas-insulated rnetal-enclosed transmission lines,GIL管廊)以其安全、可靠的优势,广泛应用于城市变电站建设。GIL管廊安全施工的前提是保证开挖基坑边坡稳定。基于Mohr-Coulomb强度准则,采用ABAQUS模拟上软下硬地层GIL管廊土方开挖边坡地层变形情况,利用地应力平衡法和强度折减法确定边坡安全系数,验证工程支护方案的合理性,进而分析边坡失稳机理,为边坡地层变形预测、支护方案确定提供参考。结果表明,ABAQUS可以有效模拟强度折减;加固后边坡的最大位移减小60.5%,地面沉降不再出现,安全系数由原来的0.987提高至1.527,增大54.7%;上软下硬地层边坡开挖时,上部软弱土层形成按地层分布的多个潜在滑移面,下部岩层会以楔形体滑移模式对坡脚形成挤压作用。

基于ABAQUS的标准拉伸试样仿真校核研究

针对材料试验机检定校准费时费力问题,利用ABAQUS软件对标准拉伸试样模型进行模拟仿真拉伸试验,获得模型在计算机软件中模拟的应力—应变曲线,与标准拉伸试样在实验室材料试验机实际拉伸试验曲线进行对比分析,分析结果表明:该模拟仿真试验对提高材料试验机的试验数据准确度和复现性具有一定的指导意义,但不能完全取代材料试验机的定期检定校准工作。

基于ABAQUS的深大基坑土方开挖有限元模拟分析

深大基坑土方开挖与施工阶段面临着土体的稳定性不佳、施工管理具有风险等多种问题。利用ABAQUS有限元软件进行不同工况下土方开挖建模,提出了一种深大基坑分层开挖模拟方法。模拟结果表明,基坑开挖至工况一时,若不设钢筋混凝土支撑底面,其基坑底部会产生向上约10 mm的土体凸起位移,施工支撑成型后,基坑位移减小6 mm;此外,随着开挖深度进一步增大,土体中部基坑位移云图辐射面积增大,且基坑回填具有减小基底应力和位移的作用。该研究可为深大基坑土方开挖工程的设计和施工提供理论参考。

基于ABAQUS部件装配和单元追踪的盾构隧道施工数值仿真对比研究

当采用通用有限元软件ABAQUS模拟盾构隧道施工时,部件装配法应用广泛,但其在处理盾壳、注浆体、土体及管片等多部件间复杂接触关系时,常面临计算收敛性不佳的挑战;而单元追踪法通过共节点单元复制有效规避了这一难点。构建了荷载-结构模型,对比验证部件装配法与单元追踪法的收敛性,计算显示在相同的网格密度下,单元追踪法在收敛性方面展现出了显著的优势。以双线盾构隧道下穿路基施工为依托,深入对比分析了部件装配法与单元追踪法模拟盾构施工时,计算所得的土体变形、路面沉降、管片内力及计算效率的差异。研究结果表明,两种方法在土体变形、路面沉降、管片内力计算上的差值在5%以内,且单元追踪法可缩短14%的计算时间。鉴于此,在运用ABAQUS模拟盾构隧道施工且研究重点不聚焦部件间详细接触关系时,推荐单元追踪法作为首选方法。

水库大坝不同防渗体ABAQUS有限元模拟分析

坝体防渗加固是当前地方性水利工程面临的主要问题之一。以山东临沂河西水库为分析对象,利用ABAQUS有限元模拟分别对黏土心墙和复合土工膜心墙在应用后的各项参数进行了对比分析。经对比,发现复合土工膜心墙在抗变形、防渗效果、降低浸润线高度等关键参数中均表现较好,其中防渗效果更是出现了一个数量级的差距。

基于ABAQUS平台的水力裂缝扩展有限元模拟研究

随着扩展有限元理论的深入研究,利用扩展有限元方法模拟水力压裂具有了一定的可操作性。相比于常规有限元方法,XFEM方法具有计算结果精度高和计算量小的优点。但是,如何模拟射孔孔眼、如何模拟流体与岩石相互作用以及分析水力裂缝的扩展规律仍然是难题。以研究水力压裂裂缝扩展规律为目的,建立了岩石多孔介质应力平衡方程、流体渗流连续性方程和边界条件。通过有限元离散化方法对耦合方程矩阵进行处理。通过富集函数定义初始裂缝(射孔孔眼),选择最大主应力及损伤变量D分别作为裂缝起裂和扩展判定准则,利用水平集方法模拟水力裂缝扩展过程。数值模拟结果显示:增加射孔方位角、压裂液排量和减小水平地应力差,起裂压力上升;黏度对起裂压力无明显影响。增加射孔方位角、压裂液排量、黏度和减小水平地应力差值有助于裂缝宽度的增加。增加水平地应力差值、压裂液排量和减小射孔方位角以及压裂液黏度有助于裂缝长度增加,反之亦然。基于ABAQUS的水力裂缝扩展有限元法可对不同井型和诸多储层物性参数及压裂施工参数进行分析,且裂缝形态逼真,裂缝面凹凸程度清晰,结果准确。此研究可作为一种简便有效研究水力压裂裂缝扩展规律的方法为油田水力压裂设计与施工提供参考与依据。

ABAQUS后处理二次开发在塑性成形模拟中的应用

ABAQUS对塑性成形进行数值模拟的后处理功能不够全面。为扩展后处理的功能,更好地查看和分析模拟的结果,本文提出使用Python语言对ABAQUS后处理进行二次开发来达到这一目的。文中探讨了二次开发实现的原理,以及其中文件的读写与复制、数据读取与处理、结果输出与查看等关键技术,并以一个厚度处理的实例来说明。结果表明使用Python对ABAQUS模拟产生的结果数据库进行处理,可以得到所要查看的厚度数据,从而为浏览结果以及指导后续的模拟优化提供了便利。

水力压裂裂缝三维扩展ABAQUS数值模拟研究

油井岩石的水压致裂过程是多孔介质下的流固耦合过程。建立了水力压裂流体渗流连续性方程与岩石变形应力平衡方程,引入了二次正应力裂纹起裂及临界能量释放率裂缝延伸准则,考虑流体在裂缝面横向、纵向流动,采用有限元计算软件ABAQUS中的Soil模块模拟岩石水力压裂的三维复合裂缝起裂与扩展。通过其黏结单元设定裂缝延伸方向,编写用户子程序并嵌入ABAQUS主程序中,以确定初始地应力场、渗流场、随深度变化的孔隙度及随时间变化的滤失系数。从数值模拟结果可以得到水力压裂泵注不同时刻裂缝几何形态、缝内压力分布、岩石变形及其应力分布、孔隙压力分布、压裂液滤失量以及压裂液流体特性、排量、上下隔层应力差、滤失系数等参数对裂缝几何尺寸的影响。

应用ABAQUS模拟激光焊接温度场

为了减小焊接变形,优化焊接工艺,需要准确预测激光焊接过程中温度场的分布情况,使用有限元模拟来预测温度场的分布是一种较好的方法。通过分析和总结激光焊接过程有限元模拟和理论分析的研究现状,以平板的焊接为例,建立了物理模型,并利用ABAQUS进行了激光焊接三维温度场的有限元模拟,讨论了模型的网格划分、边界条件及其模拟结果的后处理。模拟结果可以给出试件上任意一点任意时刻的温度情况,在激光功率为2000W、焊接速度为20mm/s的参数下模拟焊接2mm厚的A3钢板。结果表明,最高温度为3100℃左右,距焊接中心横向4mm处A点的最高温度为150℃左右,与相同参数条件下的实验结果基本一致,说明有限元模拟可以准确预测焊接过程的温度场分布情况。

基于ABAQUS的PBX炸药烤燃试验数值计算

建立了炸药烤燃过程的三维计算模型,采用Frank-Kamenetskii模型描述炸药自热反应的放热过程,编写了ABAQUS有限元软件的用户子程序HETVAL,模拟计算了不同升温速率、装药尺寸和壳体厚度等条件下PBX炸药的烤燃过程,分析了点火位置的分布规律。计算结果表明,随升温速率的增加和装药长径比的减小,点火位置从PBX炸药内部移向边缘;随着升温速率的增加,炸药的点火时间显著缩短;装药尺寸和壳体厚度对PBX炸药点火时间和点火温度的影响较小。

基于ABAQUS的丝杠冷滚打变形力仿真

丝杠冷滚打成形是一种新型的绿色近净塑性成形技术,其中的变形力是冷滚打成形过程中一个非常重要的因素,不仅关系到材料的应力和应变,还是设备设计、验算工具强度、制定合理工艺制度的重要依据。基于仿真进行丝杠冷滚打变形力的研究,介绍丝杠冷滚打的原理,讨论基于ABAQUS的有限元模型的建立,在此基础上进行了丝杠单次滚打正应力、切应力的仿真,进而获得了变形力及其分力随时间的变化情况,为后续研究奠定了基础。

基于ABAQUS的板料成形数值模拟摩擦模型的二次开发

对近年来兴起的板料成形过程数值模拟新技术研究,提出了一种基于ABAQUS的板料成形数值模拟摩擦模型的二次开发及实现的方法。对于进一步研究板料成形摩擦模型,在基于ABAQUS的板料成形数值模拟中加入新的摩擦模型提供了一种途径。

基于ABAQUS刀具刃口钝化的有限元分析

以硬质合金螺纹梳刀为研究对象,应用有限元分析软件ABAQUS进行螺纹切削加工的仿真研究,分析刀具刃口钝圆半径对螺纹梳刀加工过程中切削力和切削温度的影响。研究结果表明,刀具切削温度分布主要集中在刀尖部位;随着刀具刃口钝圆半径的增加,切削力呈先增大后减小的变化趋势,而切削温度呈先减小后增大的变化趋势,刃口钝圆半径为0.02 mm时切削温度最低。实验测量结果与仿真模型的预测结果具有较好的一致性。该仿真分析为刀具几何尺寸的设计提供参考。

基于ABAQUS的激光熔覆温度场的数值仿真分析

利用有限元软件ABAQUS对激光熔覆成形的过程进行了数值仿真模拟,建立了激光熔覆成形温度场的传热数值仿真模型,并对仿真结果进行了分析。进行试验验证,预测结果与试验测量结果能较好的吻合,最大误差不超过8%,这表明所建温度场数值仿真模型合理。因此可用该数值仿真模型分析激光熔覆工艺参数对温度场的影响,以及模拟计算熔覆层的高度和重熔深度,从而为激光熔覆成形的应用提供了理论和技术支持。