基于ABAQUS的预应力拉索施工过程模拟方法及应用研究_潘鹏 (1)
基于ABAQUS的卷管式铺管法管道变形敏感性分析
基于ABAQUS的卷管式铺管法管道变形敏感性分析
余杨;刘泽生;余建星;韩梦雪;胡少谦;许伟澎;张春迎;颜铠阳;徐盛博
【期刊名称】《海洋工程》
【年(卷),期】2022(40)2
【摘要】卷管式铺管法在海管铺设中的应用愈发广泛,在铺设作业中管道会发生几何非线性变形,导致出现复杂的力学性能变化。
针对管道在上卷、退卷过程中的屈
服变化过程,通过弹塑性理论进行分析,推导出管道退卷后残余轴向应力的解析解;随后利用有限元软件ABAQUS建立模型实例,对比解析解与有限元模型,两者的计算
结果基本吻合。
基于上述有限元模型,研究上卷时的张力和退卷时的后张力对椭圆度、截面轴向应力和剪切应力的影响,并进行敏感性分析。
模拟结果表明张力和后
张力变化会影响管道截面的变形程度,退卷后截面上残余的轴向应力远高于剪切应力,并且通过敏感性分析,得到了残余椭圆度、残余应力随张力和后张力变化的规律。
研究可为卷管铺设过程中张力和后张力的选择提供参考和借鉴。
【总页数】11页(P67-77)
【作者】余杨;刘泽生;余建星;韩梦雪;胡少谦;许伟澎;张春迎;颜铠阳;徐盛博
【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;天津大学天津市港口
与海洋工程重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TE973
【相关文献】
1.基于全耦合时域模型的J型铺管管道内力敏感性分析
2.基于Abaqus的卷管式铺管的卷管过程仿真
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基于ABAQUS的某斜拉桥钢锚梁静力计算分析
基于ABAQUS的某斜拉桥钢锚梁静力计算分析吴威【摘要】斜拉桥索塔钢锚梁作为一种受力明确、构造相对简单的锚固构造,在斜拉桥设计中得到了越来越广泛的应用.本文以某双塔双索面斜拉桥为背景工程,采用通用有限元分析软件ABAQUS对该斜拉桥的索塔钢锚梁进行了静力计算分析,在给出钢锚梁和钢牛腿的Mises应力图的同时,对钢锚梁在静力荷载下的应力水平提出了建议,同时也为ABAQUS在斜拉桥钢锚梁局部分析中的应用提供一些参考.【期刊名称】《广东建材》【年(卷),期】2019(035)006【总页数】3页(P47-49)【关键词】钢锚梁;ABAQUS静力分析;Mises应力【作者】吴威【作者单位】广东省交通规划设计研究院股份有限公司【正文语种】中文1 引言斜拉桥是一种由主梁、主塔以及斜拉索共同参与受力体系的桥梁。
斜拉桥相比于拱桥和悬索桥，因其跨径范围大、造型优美，因而在我国得到了广泛的应用。
斜拉索通过拉索和主塔的锚固构造将巨大的索力传到塔身，斜拉索的水平力由索塔的锚固构造自行承担，竖向力由塔身传到桥塔基础。
因此拉索和主塔锚固构造的设计合理性，决定了拉索力是否能均匀、安全地传递到塔身。
索塔锚固构造的设计是整座斜拉桥设计的一个关键部分，在实际工程设计中索塔锚固构造一般分为三种，混凝土锚块、钢锚梁和钢锚箱。
混凝土锚块是通过在索塔上设置锚块，将斜拉索索力通过锚块传递给塔身。
其优点是构造简单，但是锚固区局部应力过大，且在塔身上需要配置大量的环向预应力钢束，使得塔身的应力状态更为复杂。
而钢锚箱的构造相当复杂，在实际施工中也存在一定的难度。
相比于混凝土锚块和钢锚箱，钢锚梁以其构造简单、受力情况明确，且在工厂较为容易预制，因而在斜拉桥的索塔锚固构造中应用最为广泛。
ABAQUS 是一种大型通用非线性有限元分析软件，已在机械、军工、航天制造、结构工程、岩土工程中得到了大面积的应用，而将ABAQUS 应用于桥梁结构的局部分析在国内实例还较少。
ABAQUS模拟预应力筋的方法
ABAQUS模拟预应力筋的方法1.降温法这是目前很多人采用的方法。
即在预应力筋施加温度荷载（降温），使预应力筋收缩，从而使混凝土获得预应力。
2.ABAQUS自带的初始应力法直接用*Initial conditions, type=stress可以直接模拟先张法，能获得预应力筋和混凝土的后期应力增量，但无法获得预应力筋的真实应力。
3.Rebar element single 法利用ABAQUS提供的rebar功能，模拟预应力束，给出rebar与相关实体单元的信息，通过在rebar上施加初始应力即可模拟先张法和后张法。
4. MPC法分别定义预应力筋（比如truss单元）和混凝土，采用MPC将预应力筋与混凝土联系起来，对预应力筋施加初始应力，即可模拟预应力效应。
5.Rebar Layer法利用ABAQUS提供的rebar layer功能，将rebar layer定义到surface，membrane或shell基上，通过对rebar施加初始应力，即可模拟先张法和后张法。
经过一段时间的使用和尝试，发现实体内施加预应力还存在不少缺陷：1.无法模拟早期的预应力损失，如摩擦损失，锚具回弹损失等；2.无法准确模拟后张法中在张拉阶段净截面参与计算的问题，这在截面高度较小，预应力筋较多时，对计算结果影响会比较大；3.无法模拟换算截面的问题，尽管帮助文件中多次提到rebarlayer的刚度被添加到surface section等中，由于surface section没有内在刚度，多次测试发现rebar layer的刚度无法添加到结构中。
后尝试用shell section的方式来实现。
帮助文件中没有直接提到用shell section带rebar layer埋于solid 单元的方式可以模拟预应力。
经多次测试发现是可以考虑shell 和rebar layer的附加刚度，但结算结果不稳定。
几个要点：1>.shell section能自动采用换算截面，其但换算系数为N而不是N-1。
基于ABAQUS 的某土石坝应力应变计算分析
1引言改革开放以来，我国土石坝的发展如雨后春笋，土石坝施工已经从坝高200m级向300m级跨越。
随着邓肯张模型、南水双屈服面模型、沈珠江模型等土体本构模型的研究深入和有限元仿真软件（如ABAQUS、ANSYS、ANDIA）的开发，为土石坝的建造创造了坚实的理论基础[1]。
近些年，国内学者针对土石坝的开展了大量的研究：陈平川等[2]研究了坝体优化设计与渗流分析，刘倬昀等[3]土石坝的坝料分区优化进行了研究，赵通阳[4]分析了垫层厚度对混凝土面板的影响，顾淦臣等[5]对面板堆石坝的堆石本构模型与应力变形进行了研究，丁琳琳[6]对深埋覆层上土石坝进行分析研究，廖敏[7]对堆石坝的材料分区进行了研究。
以上研究大都均是采用有限元软件对土石坝的应力应变进行分析，取得了较好的研究成果，具有重要的实践意义。
本文基于以上研究，采用ABAQUS软件采用Duncan E-B模型对某土石坝进行应力应变分析。
2理论公式土石坝坝壳料具有非线性，需要与之适应的本构模型进行模拟。
例如，Duncan E-模型、Duncan E-B模型、清华K-G 模型，南水双曲线模型等均能良好的模拟坝体变形，目前应用最多的是Duncan E-B模型[8]，故本文二次开发Duncan E-B模型，对某土石坝进行模拟。
Duncan E-B模型是在E-v模型进行了一定的完善，E-v模型中的切线泊松比v t被切线体模量B t代替并进行计算，表达式如下：B t=ΔσmΔEV=13Δσ1ΔEV=K b P aσ3Pa()m(1)式中，σ为应力，P a为大气压强，K b和m为常数，无量纲。
3应力应变分析本文选取廖敏和赵通阳案例中计算的均质堆石坝进行模拟，模拟过程中坝体采用分级填筑。
堆石坝的最大坝高100m，坝宽8m，正常水深假设为90m，上游和下游坡角为30°，堆石料的密度为2000Kg/m3，坝体横断面可参考文献，本文不再赘述，坝体材料计算参数如表1所示。
基于ABAQUS的固体火箭发动机壳体外压屈曲分析
基于ABAQUS的固体火箭发动机壳体外压屈曲分析
耿发贵;安自朝;何坤;康健;张鹏坤;刘腾跃;肖航
【期刊名称】《现代防御技术》
【年(卷),期】2024(52)1
【摘要】利用有限元分析软件ABAQUS对固体火箭发动机壳体进行外压屈曲分析。
通过理论公式计算结果和有限元计算结果对比,当光壳体长径比不小于8时,有限元计算结果和Mises公式计算结果的误差在2.7%范围内,验证了有限元计算方法的
准确性。
采用有限元计算方法分析了带不同定心部壳体的屈曲性能,可以看出:相较
于增加定心部的轴向长度,增加定心部的厚度对壳体抗屈曲性能的提升更为显著;定
心部位置越靠近壳体中间,壳体的抗屈曲性能越好;定心部尺寸的约束下,由中间1个定心部增加到三个定心部均布,壳体临界失稳压力增加了36.1%。
【总页数】8页(P139-146)
【作者】耿发贵;安自朝;何坤;康健;张鹏坤;刘腾跃;肖航
【作者单位】四川航天系统工程研究所;某部驻成都地区第三军事代表室
【正文语种】中文
【中图分类】V19;TJ76
【相关文献】
1.复杂受载条件下固体火箭发动机壳体屈曲应力的估计
2.固体火箭发动机锥形壳体外压稳定性分析
3.固体火箭发动机壳体后封头屈曲分析
4.基于干法缠绕的固体火
箭发动机壳体补强工艺研究5.基于ABAQUS的固体火箭发动机复合材料壳体快速化建模方法及验证分析
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基于ABAQUS的异形钢拱桥拱脚局部应力分析
刘 贺ꎬ赵 满
( 长安大学ꎬ陕西 西安 ７１００６４)
摘 要:针对异形钢拱桥拱脚受力复杂ꎬ分析难度大的问题ꎬ
本文基于 ＡＢＡＱＵＳ 对拱脚建立精细化模型ꎮ 根据拱脚不同
材料的特点来选用 ＡＢＡＱＵＳ 软件中相适应的单元进行模拟ꎬ
利用 Ｅｍｂｅｄｄｅｄ、预定义场等技术实现预应力筋的模拟ꎮ 分
３)边界条件ꎮ 在拱脚底部采用固接处理ꎬ即约束全部自 由度ꎮ 由于模型的对称性ꎬ本文取 １ / ２ 模型计算ꎮ 即在对称 面施加 Ｕ１ ＝ ＵＲ２ ＝ ＵＲ３ ＝ ０ꎮ
１ 有限元模型建立
１. １ 工程概况 实桥上部结构跨径为 １００ ＋ １３０ ＋ ４０ ｍ 中承式拱梁组合
４)相互作用及荷载的施加ꎮ 本文计算模型中的钢筋和 预应力钢筋通过嵌入单元法埋置于主梁中ꎬ这种方法认为钢 筋与混凝土粘结可靠ꎬ钢筋不会在混凝土里发生滑移ꎮ 利用 绑定约束将拱肋、拱脚与主梁连接ꎬ使力和位移变形协调ꎬ符
异形拱桥凭借其独特的造型和优美的力学曲线ꎬ在新建 项目中广受青睐ꎮ 但异形拱桥的传力路径与常规拱桥不同ꎬ 使得异形拱桥在设计上难度更大ꎬ尤其是受力复杂的拱脚部 位ꎮ 拱脚作为拱式结构的关键部位ꎬ决定着整桥承载性能ꎮ 拱脚处的截面和材料的变化往往会导致应力集中与突变 [１] ꎬ 尤其容易 出 现 拉 应 力 过 大ꎬ 引 起 混 凝 土 开 裂 导 致 结 构 受 损 [２] ꎮ 关于异形拱桥的拱脚局部受力有限元计算ꎬ国内学者 做了很多研究 [３] ꎮ 本文主要结合实际桥梁ꎬ通过大型有限元 分析软件 ＡＢＡＱＵＳ 对拱脚的应力进行分析ꎬ进而判断该异形 拱桥的安全性ꎮ
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｌｏｃａｌ Ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ Ａｒｃｈ Ｆｏｏｔ ｏｆ Ｓｐｅｃｉａｌ￣ｓｈａｐｅｄ
ABAQUS中Truss单元预应力的两种施加方法
v1.0可编写可改正ABAQUS中预应力 Truss 单元的两种实现方法例题：100 m 长钢缆水平搁置从x = 0 到 x = 100 。
两头固定。
无初始拉力，计算下垂量。
截面； A = m 2，Density: r =7800 kg/m3, g = m/s 2,E=+11 N/m2Analytical solution of maximum displacement (u 2 ) at x = 50m :U2_max = -((3*r*g*L^4)/(64*E))^(1/3) = m方法一 .沿truss element加沿长度方向初始拉应力(see此文件中使用了initial condition, type = stress方法加初始拉应力。
因工程上无此初应力 , 更好的方法是使用降温法。
算完后再升温。
用降温法。
算完后再升温。
NOTE: 降温法施加预应力（激活钢绞线）。
温度=- 力 / （膨胀系数 * 弹模 * 钢绞线面积）1、第一步，在 truss单元中施加一个初始应力，让计算处于初始均衡状态；初始应力设置过小，可能不收敛，应多次试算，找到一个合理的应力值。
一般状况下，这个初始值对最后值的影响不大，能够忽视。
2、第二步，施加truss单元的自重荷载，翻开非线性开关（nlgeom=YES ）考虑几何非线性问题；3、本例中初始值采纳。
自重作用下缆索的拉应力约为80Mpa。
最大位移为m，与理论计算值符合得很好。
*HeadingCable appling gravity load with initail stressThe maximum Analytical displacement without initail stress (at x = 50 m) U2 = meter****Method 1. Using * initial condition,type = stress method***Preprint, echo=NO, model=NO, history=NO,contact=NO *Node1,0.,0.101, 100., 0.*NGEN, NSET = NALL1, 101, 1*Element, type=T2D21, 1, 2*ELGEN, elset = ELALL1, 100, 1*ELSET,ELSET=EL_OUT1, 51, 100*Solid Section, elset=ELALL, material=steel,***Nset, nset=Left1,*Nset, nset=right101,*Nset, nset=mid51,****MATERIALS***Material, name=steel*Density7800.,*Elastic+11,*initial condition, type = stress**Note: the solution will not converge as the initial stress < 100,000N/m^2ELALL, 100000*Boundary Left,1, 2 Right, 1,2*Step, name=Step-0, inc=1000Initial stress equilibrium*Static1, 1., 1e-05, 1.*Output, field, variable=PRESELECT*Output, history, variable=PRESELECT*Node print, nset = mid, freq = 1000U,*EL PRINT, ELSET=EL_OUT, freq = 1000S*END STEP**---------------------------------------------------------------- ****STEP: Step-1***Step, name=Step-1, nlgeom=YES, inc=1000Apply gravity load*Static, 1., 1e-05, 1.** Name: GRAVITY-1Type: Gravity*DloadELALL, GRAV, , 0., -1.****OUTPUT REQUESTS***Restart, write, number interval=1, timemarks=NO *Output, field, variable=PRESELECT*Output, history, variable=PRESELECT*Node print, nset = mid, freq = 1000 U,*EL PRINT, ELSET=EL_OUT, freq = 1000S*End Step方法二 . 使用 STABILIZE parameter on the *STATIC.(see“stabilization ”在构造上附带 artificial viscous damping（粘滞阻尼），使得计算结果 to go beyond the instability point 。
基于Abaqus的汽车车门瞬态应力分析
基于Abaqus的汽车车门瞬态应力分析邓雄志;王力;申苗【摘要】为评估汽车车门在关闭过程中的强度性能,基于Abaqus对某汽车车门关闭的瞬态冲击应力进行了研究.提出了一种新型的锁机构建模方法,合理定义了系统的阻尼系数,从而获取了精确的应力结果.分析表明,瞬态应力分析可准确预测车门关闭过程中各时刻的应力,从而找到薄弱区域,为车门的强度耐久设计提供依据.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】5页(P5-9)【关键词】汽车车门;锁机构;瞬态应力;阻尼【作者】邓雄志;王力;申苗【作者单位】广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院;广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院;广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院【正文语种】中文【中图分类】U463.83+41 前言在实际使用过程中，乘用车的车门开闭是使用频次非常高的行为，因而设计时必须保证车门在使用过程中经多次开闭后状态良好，如钣金无开裂、锁机构锁止正常、下垂量不会导致车门干涉等[1]。
目前，车门开闭性能主要根据车门开闭耐久试验来评估，但耐久试验耗时长、成本高，所以车门的开闭仿真模拟成为车门开发过程中的主要设计手段[2]。
车门的开闭仿真是一个强非线性（材料非线性、几何非线性和边界非线性）的动力学问题，因而较难准确模拟车门的开闭行为并获得精确的数值解[2]。
为此，本文提出了一种新型刚柔体混合的锁机构模型以及胶条接触压强的定义方法，并根据模态试验拟合系统的阻尼系数，利用有限元分析软件Abaqus建立了某A级轿车的车门模型和刚柔体混合的锁机构模型，进行了车门关闭的冲击应力分析，通过与试验结果对比研究，验证了该分析方法的精确性。
2 有阻尼的多自由度系统动力学方程车门的关闭实质是一个有阻尼多自由度系统的动力学问题。
任何实际的机械系统都存在阻尼因素，如材料的结构阻尼、介质的粘性阻尼等，各种阻尼的性质和数学描述不一，工程上为了简化计算和分析过程，通常将各种非粘性阻尼简化为等效粘性阻尼，等效的原则是使非粘性阻尼在一个周期内耗散的能量与等效粘性阻尼在同一周期内耗散的能量相等[3]。