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.

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的软硬交错地层钻进过程仿真及动态特性分析

随着钻探技术向深部地层发展,研究钻进过程中钻头与深部复杂地层的动态特性及参数响应规律成为研究中的重难点。采用数值模拟和响应面分析相结合的方法,研究了聚晶金刚石复合片(PDC)钻头与典型复合地层在钻进破坏过程中的动力学特性,并对其进行了参数分析;以带倾角的软硬交错地层作为典型复杂地层为研究对象,基于Abaqus建立了全真尺寸的PDC钻头与软硬交错地层之间的动态破坏有限元仿真模型,得出了钻头在钻进过程中受到地层反力的动态特性;通过正交试验进行了数值仿真试验,研究了在不同的地层参数及钻进参数下PDC钻头的动力学特性;采用单一因素分析法和响应面分析法对钻进参数及地层参数与钻头受到地层反力之间的关系进行了建模与辨识,得到了多参数下钻头受到的地层反力变化趋势及回归模型。研究结果表明:软硬地层倾角越大,钻头受到的地层反力平均值和冲击峰值亦越大。随着地层软硬程度比的增大,钻头受到的平均反力和峰值反力大幅增长。在一定范围内,增大转速会降低钻头受到的反力冲击。研究成果可以为深部复杂地层钻进时钻头反力的预测提供依据,同时对深部复杂地层钻进轨迹控制起指导作用,对地质深部钻进有重要意义。

GH4169外螺纹滚压过程ABAQUS有限元仿真模型建立及验证

为深入揭示GH4169外螺纹滚压成型机理,利用ABAQUS建立其外螺纹滚压过程有限元仿真模型并进行实验验证。滚压过程中,滚丝轮和圆柱形工件间的接触区域不断发生变化,属于复杂接触类型。为此,较为详细地介绍有限元模型建立过程中的材料本构模型、求解类型、网格划分及自适应网格、接触及边界条件等关键技术,利用能量法、外螺纹成型样貌以及最大径向力验证了该仿真模型的有效性。

基于ABAQUS数值模拟法降雨条件下的边坡稳定性分析

针对现场勘察常见的滑坡问题,文中以室内试验测定的力学参数为基础,通过ABAQUS模拟软件建立滑坡地质力学模型,研究滑坡过程中力学特性,针对天然情况以及暴雨状态下边坡的稳定性以及滑动区岩土体的位移场、塑性区进行边坡的稳定性分析。结果表明,以坡顶处位移突变和塑性区是否贯通为评价标准时,边坡稳定安全系数最贴近实际工况,降雨后的安全系数急剧下降说明边坡有必要进行支护。

液态模锻6061铝合金轮毂的力学性能及静态承载能力的Abaqus仿真分析

利用液态模锻方法制备了6061铝合金轮毂,测试了热处理后轮毂不同部位的力学性能,同时利用Abaqus仿真模拟软件对轮毂的静态承载能力进行了分析。结果表明:轮毂不同部位的力学性能不同,性能最高处为外轮缘,抗拉强度为375 MPa、屈服强度为345 MPa;性能最低处为轮辋,抗拉强度为343 MPa、屈服强度为317 MPa;轮毂不同部位的性能差异主要是由晶粒度所致,外轮缘处的晶粒最细小、晶粒度达到5.032,轮辋处的晶粒最粗大、晶粒度为4.350。Abaqus仿真结果表明,静载条件下,所制备的轮毂性能达到了设计使用要求。

Abaqus二次开发在复合材料夹芯力学性能中的应用

复合材料夹芯板兼备轻量化、多功能化等优点是很有前景的轻质结构。针对复合材料夹芯板有限元模型建模复杂,新的芯子结构进行新的二次开发导致建模效率低下的问题,基于Python语言对Abaqus的前处理模块进行二次开发,建立参数化建模的交互式界面,构建适用于任意芯子的复合材料夹芯板力学仿真模型,达到芯子结构设计与其力学性能分析快速响应的目的。通过算例对格栅夹芯板、点阵夹芯板两种典型的夹芯结构进行力学仿真分析,验证二次开发的可行性。

基于ABAQUS的约束混凝土破坏特征数值仿真教学平台

数值仿真试验作为土木工程试验的一个重要手段,越来越多地应用于土木水利类研究生的教学体系。将ABAQUS数值模拟技术引入土木工程有限元课程中“约束混凝土破坏特征”的教学内容,通过Python语言二次开发,借助VUMAT单元删除功能,建立约束混凝土破坏试验参数化仿真系统,实现荷载作用下约束混凝土破坏全过程模拟。通过试验数据分析与模拟结果对比,验证了数值仿真平台的合理性。学生可以通过该平台的交互式窗口输入数据实现自动建模分析,丰富了课程教学内容,为今后的实验教学提供了新思路。

基于ABAQUS接触分析对某车型控制器箱体把手机构的优化设计

某车型控制器箱体的把手机构在扣紧试验过程中发生了断裂。针对上述问题,本文以控制器箱体的把手机构为研究对象,采用有限元分析法,对其进行优化设计。介绍了有限元静力分析的基本方法和理论,对ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit两种模块进行了原理分析,针对模型特点选取了适用于模型的求解器,通过仿真校核计算,提出了优化解决方案,并进行了试验验证。结果表明,通过改变固定销轴的直径及销轴与钩舌的配合位置,使得优化后的把手机构满足现车强度使用要求。

基于ABAQUS的柔索承载梁的受力分析

为研究以柔索承载的梁,拟减小柔索位移大的劣势,继承柔性光伏支架跨度大的优势,以柔索承载的简支梁在均布荷载作用下的内力和变形量为研究对象,通过数值计算及ABAQUS数值模拟研究的方法,对比理想简支梁和作为次梁时的简支梁的数值模拟和理论计算的结果,并对3种状态下简支梁的内力大小和变形模态进行分析,相互论证;然后用相同方法对连续梁进行了模拟分析。研究结果表明:柔索承载的简支梁其受力形式、内力大小及变形情况均接近理想简支梁,连续梁同此结论。研究结论为光伏柔性支架中以柔索承载的梁的设计方法和工程应用提供了理论和计算依据。

基于ABAQUS的身管外自紧仿真分析

自紧身管是高膛压火炮普遍采用的身管,目前均采用内自紧方式进行加工。为检验外自紧方式加工自紧身管的可行性,采用ABAQUS软件对身管内外自紧加工的应力分布进行了仿真分析。研究表明:内外自紧都会导致身管内壁先于外壁塑性变形并达到一定的自紧度;内自紧可减小射击应力,外自紧会使射击应力增大;对于理想弹塑性材料,内自紧身管射击应力小于材料屈服极限,外自紧身管射击应力的塑变区域不超过制造时塑变区域,内外自紧方式均可以提高身管强度;达到同样的自紧度时,内外自紧身管具有同样的强度,但是外自紧需要的压力要小于内自紧压力。

基于变密度法的ABAQUS-MATLAB集成拓扑优化方法

为了充分利用MATLAB的矩阵计算能力和ABAQUS的高级有限元分析,提出了一种基于变密度方法的ABAQUSMATLAB集成方法。该方法由一段MATLAB代码和一段Python代码实现,其中MATLAB代码执行拓扑优化流程控制,Python代码调用ABAQUS执行有限元分析。使用该集成框架得到的两个算例造型美观、构型合理,证明了集成方法的可行性。拓展后该方法可以实现双向渐进结构优化方法,使用同一对象与单平台同类的优化方法进行对比,集成平台的运行耗时更短、效率更高。将该方法应用到轮毂结构的优化设计中,经过159次迭代后得到了优化结果。

基于ABAQUS的螺栓支架应力强度分析及其改进方式

以螺纹连接中的螺栓连接作为研究对象,针对螺栓支架在结构设计方面存在的局部应力值较大问题,采用ABAQUS仿真分析的方法进行了螺栓支架连接的仿真,得到支架受竖直向上外力条件下,支架和螺栓的应力分布云图。首先分析了螺栓支架连接可能发生破坏的位置,其次通过数学公式分析了螺栓受到的附加外力,最后对螺栓支架在局部应力强度较大问题提出了一些改进方式,可以为螺栓支架连接的可靠性提供理论依据。

基于ABAQUS的自紧身管应力仿真

目前高膛压火炮普遍采用自紧身管,自紧身管强度分析涉及制造时、制造后和射击时工况,应力分布十分复杂,为此借助ABAQUS软件基于mises屈服准则对确定的自紧身管截面进行了详细的应力仿真分析,包括弹性变形应力分布、自紧身管应力分布、变形硬化和反向屈服对自紧身管应力分布的影响。仿真表明,自紧身管制造后由于主应力顺序发生变化导致mises应力曲线变化十分复杂;向上的变形硬化会减小屈服区域,增大mises应力峰值;反向屈服通常出现在壁厚较大、自紧度较大的自紧身管中,其会导致管壁内应力分布更加复杂,但不会增加强度。由于我国自紧身管理论采用treca屈服准则,该研究有助于深化对自紧身管强度理论的认识。