利用ABAQUS与正交试验理论的TRB成形参数优化

在有限元软件ABAQUS中建立连续变截面板的数值模型,以影响变截面板矩形件成形的板料过渡区长度、板料过渡区位置和板料厚度比等为参数,以最大料厚减薄率和板料节约率等为考核目标,通过数值模拟和正交优化方法,对比分析不同方案下最大料厚减薄率和板料节约率,确定最优方案,以提高变截面板的成形性能。结果表明,厚度过渡区的长度对矩形件成形的影响最大,过渡区的位置次之,厚度比的影响最小。

基于ABAQUS碳纤维树脂基复合材料抗冲击性能研究

随着复合材料的工艺越来越成熟,其良好的物理性能,如比强度高、比刚度高、比模量高、耐腐蚀性好、结构重量轻等优良性能,得到了航空领域的一致认可。但复合材料的抗冲击性能比较差,当其受到外来物冲击时可能造成严重的损伤,因此使研究成为了必要。本文对有限元软件ABAQUS做了简要说明,并用其对碳纤维树脂基复合材料层合板的冲击进行建模模拟,对冲击后层合板失效性能做了简要分析。

X射线聚焦望远镜镜片装配一体化建模和仿真

针对圆锥嵌套式Wolter?I型X射线聚焦望远镜镜片装配过程,基于Abaqus有限元软件建立了三维自适应一体化建模和仿真算法流程。利用Python语言结合Abaqus脚本接口进行二次开发,提出自适应建模仿真算法,并可精确获取不同工况下镜片的应力分布、面形偏差分布等结果。同时,在此基础上进行图形用户界面(GUI)二次开发,形成了可操作性更好的插件,大大提高了仿真效率和精度,节约了实验和人工成本。仿真结果给出了理想的镜片厚度及最佳装配载荷,并给出了更合理的面形偏差的评估方法,为光路分析以及指导实际装配过程提供了重要的理论依据。

基于Drucker-Prager模型的振动压实有限元分析及试验研究

为了研究振动压路机压实特性及振动轮与土壤动态响应关系,利用ABAQUS建立了"振动轮-土壤"有限元模型,讨论了Mohr-Coulomb模型和线性Drucker-Prager模型间的关系及适用条件,分析了振动轮下土壤应力分布特性及土壤参数对振动轮动态响应的影响,并对模型进行了试验验证。结果表明:当摩擦角≤22°时,土体单元应当用Drucker-Prager模型;当摩擦角>22°时,土体单元应当用Mohr-Coulomb模型。土壤的竖向应力沿着振动轮轴向呈对称分布,在振动轮行进方向沿着前进方向偏移,且竖向应力随着土壤深度的增加而快速降低。在振动压路机合理工况内,保持工作参数不变,振动压路机振动轮垂直加速度有效值随着压实遍数增加,模型基本正确,得到了压实度与加速度有效值的回归方程,为新型压实度监测系统提供了思路。

大口径长距离钢管气囊滑道法下水研究

在大口径长距离跨江沉管工程中采用传统钢管下水方式面临着钢管分段数量增加、水中对接工程量大、长时间占用水域影响航运等难题。为此,参考船舶气囊下水的方式提出了大口径长距离钢管气囊滑道法下水的方法,以解决采用传统钢管下水方法进行大口径长距离钢管下水遇到的难题。介绍了金鼓江沉管工程中运用ABAQUS软件模拟分析钢管运用气囊滑道法下水过程中的应力变化情况,确定下水方案并付诸实践,探索出了一条、全新的切实可行的钢管下水方式,有效降低了大口径长距离钢管下水的施工难度。

既有城市轨道交通上盖改造项目大跨度塔吊基础设计与分析

上海市某轨道交通上盖项目,由于上盖受施工荷载的影响,无法在原有结构面上进行塔吊基础布置。为解决以上问题,拟利用上盖原有结构柱作为塔吊基础,塔吊基础承台形式为井字形H型钢梁,在与原有结构柱连接的大跨度H型钢梁上下翼缘中间布设加劲肋。塔吊基础施工之前,根据设计的要求,通过有限元模拟分析软件Abaqus对实际工程框架结构进行建模分析,根据模拟结果来验证塔吊基础设计是否合理,并对模型进行优化,从而符合规范设计的要求。结果表明,优化后的塔吊基础,在最大临界荷载工作状态下,钢梁竖向累计最大位移满足规范要求。

不同直径及埋深下盾构隧道开挖面失稳模式研究

通过应用Abaqus软件建模,分析了9种不同隧道直径、埋深对开挖面失稳模式的影响。对比分析发现,在开挖面失稳状态下,地表沉降为先增后减的沉降槽,开挖面前方的土体以水平位移为主,且随着远离开挖面而逐渐减小。隧道埋深的增加或者隧道直径的增加均会使地表沉降的范围和最值增大,使开挖面前方土体水平位移最值增大。分析结果可为类似工程提供参考。

轴压作用下带剪力键的钢管桩桩芯混凝土受力研究

在码头和桥梁结构中常在钢管桩的顶部设置剪力键,能够提高钢管桩与上部结构连接桩芯混凝土的承载力以及结构整体性。由于带剪力键的桩芯混凝土受力机制较复杂,国内外学者对其理论研究还不够完善。本文以带单个剪力键的钢管桩桩芯混凝土为研究对象,首先基于变形协调原理推导出了弹性范围内桩芯混凝土在轴压作用下的位移和应力公式,然后利用Gebman试验报告中的试验数据与理论计算值进行对比,验证了理论推导公式的合理性。最后将ABAQUS有限元建模得到数模值与理论计算值对比,结果表明:计算值与数模值变化趋势基本一致;理论推导公式更适用于1.0 m以内的小直径钢管桩;桩芯混凝土与剪力键接触位置上部0~0.1 m范围区域为应力敏感区,该区域应力变化显著且应力集中现象明显。

C40自密实混凝土II型断裂韧度的确定

自密实混凝土的II型断裂韧度是个很重要的材料参数,而对其II型断裂的研究,有助于我们建立复杂裂缝扩展准则并且探索构件断裂失效.为了解自密实混凝土II型断裂破坏过程并确定其II型断裂韧度,本文制备了7组21个不同缝高比以及不同切口方式的试件,利用半对称加载方式对自密实混凝土做了II型断裂实验,并利用ABAQUS有限元建模,模拟计算了各个试件的II型断裂韧度.实验结果表明,自密实混凝土比普通混凝土粒径小,断裂脆性大,多是沿韧带剪切破坏,自由端剪切崩落.实验与模拟计算的II型断裂韧度一致,其大小为1.95MPa√m.由于骨料粒径小,K_(Ⅱc)的值比普通混凝土稍低一些,并且其值与材料强度呈正相关,与试件宽度呈负相关,半边对称加载的实验方式可以准确反映自密实混凝土的II型断裂韧度.单边切口与双边切口试件断裂韧度值相差不大,切口方式对K;影响很小,且初始缝高比对断裂韧度无影响.

基于有限元/离散元耦合的大理石高速划擦过程仿真

针对大理石的磨粒加工过程,借助有限元/离散元耦合方法建立了单颗磨粒的高速划擦仿真模型,并通过在实体单元中插入零厚度内聚力单元,控制内聚力单元的失效来实现大理石加工过程中裂纹的萌生及扩展过程。基于所建立的单颗磨粒划擦模型,对比了划擦深度和划擦速度对大理石去除过程的影响。结果表明:大理石划擦过程中划擦力和加工表面损伤层厚度随划擦速度和划擦深度的增加而显著增大,且划擦力与损伤层厚度存在正相关性。

超大型地下交通枢纽结构关键断面抗震性能分析

地下结构特别是大型断面地下结构在地震中的安全性受很多因素影响,如结构断面尺寸,结构构造形式,工程场地条件等。目前地下结构在地震作用下的安全性研究大多针对一些结构断面尺寸较小,且工程场地较简单的研究模型,基本没有对超大断面地下框架结构在复杂多层成层土层场地中结构的破坏形式与重要节点的研究。以某超大断面地铁车站为例,根据地勘报告提供的土层场地信息将长提条件简化为13层水平成层土层,通过对拟建超大断面与周围边界土体的ABAQUS数值建模分析,采用人工生成的地震动模拟地震动输入和土体粘弹性边界定义,并应用土体线性化方法充分考虑了土体在动力荷载作用下非线性特性。结果表明,设计结构断面在小震、中震和大震作用下均满足工程规范要求。

钢管桩桩头剪力键间距优化设计

在码头和深海工程中常采用剪力键连接钢管桩与上部结构,以提高钢管桩的承载力及结构整体性。剪力键的间距是影响钢管桩桩头受力性能的重要影响因素。以桩头带两个剪力键的钢管桩为研究对象,建立8组有限元模型,利用Gebman试验报告中的试验值与数模值进行对比。结果表明:1)试验值与数模值误差较小,且变化趋势一致。2)钢管桩承载力和钢管桩桩头复合刚度随着剪力键间距的增大先增加后减小,剪力键间距介于1.0D^1.2D时,钢管桩整体受力性能最好。3)剪力键的最优设计间距始终在1.0D附近,随着桩径的增加,剪力键的最优设计间距可适当减小。其研究成果为实际工程中钢管桩桩头剪力键的设计提供了重要的参考。

静钻根植竹节桩抗压承载性能

为了对静钻根植竹节桩荷载传递机理及承载性能进行研究,进行现场静载试验和ABAQUS有限元建模计算.通过有限元模拟结果与现场试验结果的对比,验证所建立数值模型的可靠性.模拟结果表明:在静钻根植工法中运用竹节桩构成的组合桩基比运用PHC管桩构成的组合桩基的承载力高,且随着自身节间距的增加,竹节桩的承载力有所减小,但减小幅度不大;静钻根植竹节桩承载力受桩周水泥土强度的影响不大;水泥土—桩周土界面摩擦系数是影响组合桩承载力的一个重要因素;在实际工程中,存在一个合理的水泥土半径取值范围.