ABAQUS在混凝土中氯离子时变扩散中的应用

为验证ABAQUS有限元软件在混凝土中氯离子时变扩散分析的可行性,对已有试验采用ABAQUS有限元程序进行分析,并通过编写USDFLD子程序考虑扩散系数、表面氯离子浓度随时间变化的影响。同时也对有限元分析中的单元尺寸、模型尺寸进行了讨论。分析结果表明,ABAQUS有限元分析能很好地拟合试验数据;ABAQUS内置的Mass Diffusion(MD)模块可以较好地模拟不考虑时变效应时的氯离子扩散情况,而利用USDFLD子程序可以进一步地考虑扩散系数及表面氯离子浓度的时变影响。研究的有限元模型中,单元尺寸小于扩散方向长度的5%时,可以达到较高的精度水平;不同厚度的模型之间的氯离子扩散存在着差异。     

ANSYS APDL在高桩码头移动荷载计算中的应用

研究了在移动荷载作用下,ANSYS在高桩码头结构计算中的应用;采用ANSYS的APDL参数化语言进行编程,建立高桩码头整体模型,对移动荷载分荷载步施加,并对结果求包络值;具体计算了轨道梁计算和门机上岸校核计算.结果表明,ANSYS APDL可以简便地应用在移动荷载作用下高桩码头结构的计算中,对实际工程计算具有一定的指导意义.     

海洋平台波浪荷载数值模拟研究

针对以往采用理论公式和试验方法计算波浪荷载存在一定局限性的问题,基于计算流体动力学软件Flow3D建立三维数值波浪水池模型,模拟规则波与自升式海洋平台相互作用过程,并将波浪力计算结果与理论值进行对比.     

冰荷载作用下钢带柔性管力学性能研究

钢带柔性管(MSFP)被认为是浅冰区油气运输领域的潜在替代品,但在安装和使用过程中,冰荷载成为影响MSFP完整性和安全性的重要因素.本文通过实验和数值方法研究了MSFP在冰荷载作用下的力学行为,使用ABAQUS软件创建合理的有限元模型,该模型考虑了几何和材料非线性以及不同层之间的滑动和摩擦相互作用.在相同条件下,进行有限元的实验验证,并将实验中获得的MSFP顶部拉力变化与数值模拟结果进行了比较,结果的良好一致性说明了有限元模型的准确性和可靠性.     

荷载场和氯离子扩散场共同作用下的钢筋混凝土构件分析

为讨论荷载场与氯离子扩散场的共同作用,引入考虑荷载作用下的混凝土损伤影响函数Fd,采用ABAQUS有限元软件的USDFLD子程序开发功能,在内置的Mass Diffusion模块中考虑荷载作用和力学损伤对氯离子扩散的影响,实现钢筋混凝土构件层次荷载场和氯离子扩散场的多物理场共同作用分析。结果表明:有限元计算结果和试验结果吻合良好;随着荷载比的增大,氯离子在混凝土中的扩散速度逐渐加快,且拉应力对氯离子扩散的促进作用远大于压应力。为探究氯离子在混凝土中的扩散规律提供了一种新方法。     

某高桩码头结构行车移动荷载分析

为了研究码头结构在上部刚架行车移动荷载作用下的结构安全性,针对某钢-混凝土混合刚架式高桩码头结构,建立桩基、周围土层、码头平台结构和上部刚架整体三维数值模型,并利用ANSYS有限元软件进行数值模拟.结果表明:码头结构最危险工况为南、北两侧行车同时移动到刚架水侧悬臂端并考虑大车刹车荷载;结构位移、应力及内力对南、北两侧大车同步同向运动工况敏感性较强;桩基轴力均为受压状态,岸侧E排桩体不存在上拔情况.这些认识可为同类高桩码头移动荷载分析和设计提供参考.     

ABAQUS在整体箱板式高桩码头三维数值模拟中的应用

针对整体箱板式高桩码头结构方案,利用ABAQUS软件对其进行三维有限元数值模拟。通过借助ABAQUS独有的蒙皮技术和用户子程序,分别实现了对桩基等构件内力的准确模拟和门机荷载的动态加载,并根据数值模拟结果对结构进行优化。将计算结果与ANSYS结果进行比对,两者基本一致,且细部结构模拟更为准确合理,表明本文借助ABAQUS平台所采用的模拟的方法更为准确可行。     

移动荷载下粘弹地基上刚性道面板响应分析

文中以一种更符合机场刚性道面实际情况的力学计算模型——移动荷载作用下粘弹性地基上无限大弹性薄板系统来研究道面弯沉的求解。应用线性系统的叠加原理和坐标变换,建立求解系统的动力响应广义积分公式,把运动荷载问题转化为获取位移脉冲响应函数。利用拉普拉斯和汉克尔变换求解板在瞬时点源荷载作用下的解,再结合广义积分得到道面板在移动荷载作用下的弯沉解析解。     

ABAQUS二次开发在海洋柔性立管设计分析中的应用

基于ABAQUS软件利用Python脚本语言和GUI功能开发了针对柔性立管的建模界面和求解模块.借此设计分析人员可以快速地建立柔性立管的有限元模型并进行计算分析,有效地解决了柔性立管在研制阶段的设计-分析-校核的重复繁琐问题,缩短了研发周期.     

基于ABAQUS的板梁组合结构建模方法

有限元分析法对船舶领域的计算模拟难点在于其庞大的结构,ABAQUS针对这类大型问题,拥有专门的技术在工程应用领域解决此类问题。针对船舶板梁组合结构的特征,对比分析了常用有限元建模方法,以自升式海洋平台为例,并结合ABAQUS软件建模特点对平台船体进行建模与分析,验证了壳梁组合建模的高效性,为相关设计和建设者在进行海洋平台、船舶设计和优化过程中提供了设计理论基础和思路。     

移动线载荷板局部非线性响应的网格重划分数值方法

在船舶建造中,常涉及板的焊接、线加热、局部滚压成型等加工方式。该加工方式中的载荷作用区域相对于板的尺度较窄且具有高度的非线性特征,同时载荷稳定移动。把握加工参数与响应的关系在加工过程中很重要。由于载荷移动导致板局部非线性响应的特性不断随之变化,故其相应的计算非常复杂。常规的数值方法是主要采用的手段,但由于该方法在载荷全局作用区域上需预先将网格细密划分,导致计算效率低下。如果考虑到在该加工方式中载荷作用区域之外的大部分区域处于弱非线性或线弹性状态,在数值模拟中将载荷当前作用区域的单元划分细密,远离载荷作用区域划分得相对较粗疏,同时载荷移动时细密网格随着载荷一起移动,即采用网格重划分数值方法来分析上述问题就能节省大量计算时间。针对该方法,重点探究细密网格尺寸以及网格重划分频度对数值计算的影响及其与计算效率和精度的关系,并以板局部滚压成型加工为例进行数值计算。结果表明,该方法可作为移动载荷作用下板局部非线性响应的一种高效的计算手段。     

适于大型工程结构的移动变载荷等效冲击加载方案研究

为探讨移动载荷作用下的大型工程结构采用标准有限元程序进行动态响应分析的可行性,提出了移动变载荷的冲击等效加载方案,将时变连续移动载荷等效为一系列作用位置及有效作用时间均不同的冲击载荷,加载在有限元模型上进行结构的动态响应分析.以分析移动载荷作用下梁的动态响应为例,验证了该冲击等效加载方案的可行性,分析了积分步长及载荷离散时间步长对计算结果的影响,指出在一个载荷离散时间步长内,采用8个左右的积分步长,可保证计算精度.该等效方案可以拓展到移动载荷作用下的大型结构动态响应有限元分析.     

分离卸荷式板桩码头工作性状的静力分析

分离卸荷式板桩码头,作为近年来一种新型码头结构形式,在保持传统板桩码头优势的同时,可适用于深水泊位。目前,对其工作性状和工作机理的理论研究还不够成熟。为进一步了解其工作性状,利用有限元软件ABAQUS对某分离卸荷式板桩码头进行有限元建模和静力分析,分析卸荷承台及群桩设置的作用及工作性状,为码头设计及优化提供相关依据。     

Equivalent design pressure for ship plates subjected to moving slamming impact loads

When a ship navigates at sea, the slamming impact can generate significant load pulses which move up along the hull plating. The effect of the moving pressure has so far not been explicitly considered in the Rules and Regulations for the Classification of Ships. Based on a modal superposition method and the Lagrange equation, this paper derives analytical solutions to study the elastic dynamic responses of fully clamped rectangular plates under moving pressure impact loads. The spatial variation of the moving slamming impact pressure is simplified to three types of impact loads, i.e. a rectangular pulse, a linearly decaying pulse and an exponentially decaying pulse. The dynamic responses of fully clamped rectangular plates under the moving slamming impact pressure are calculated in order to investigate the influence of the load pulse shapes and moving speed on the plate structural behaviour. It is found that the structural response of the plate increases with the increase of the moving speed. The response of the plate subjected to a moving pressure impact load is smaller than the case when the plate is subjected to a spatially uniform distributed impact load with the same load amplitude and load duration. In order to quantify the effect of the moving speed on the dynamic load, a Dynamic Moving Load Coefficient (DMLC) is introduced as the ratio between the dynamic load factor for the moving impact load and that under the spatially uniform distributed impact load. An expression for DMLC is proposed based on analyses of various scenarios using the developed analytical model. Finally an empirical formula which transforms the moving impact loads to an equivalent static load is proposed.     

基于ABAQUS的板桩码头地震动力响应研究*

基于ABAQUS软件的隐式模块和有限元-无限元方法对单锚板桩码头进行了地震动响应研究。研究发现,在相同地震波不同加速度峰值情况下,峰值加速度对板桩码头的板桩弯矩、剪力和拉杆拉力有重要影响,与静力分析时的情况相比较,地震加速度峰值每增大0.1g,板桩最大弯矩相应增大约40%,拉杆拉力增大约10%~50%,但拉杆拉力增幅在后期逐渐趋于稳定;地震作用下,拉杆最大拉力与板桩墙最大剪力(单宽)基本相等;地震加速度峰值对板桩墙底与锚碇之间塑性区开展范围也有一定的影响。结果表明,与静载相比,地震对板桩码头的影响不容忽视。研究结果可为板桩码头考虑地震影响的设计提供参考。     

砰击载荷作用下船首结构的规范设计对比研究

针对某船首部结构,选用不同的规范进行砰击载荷作用下的首部结构尺寸规范计算,通过比较计算结果,分析规范之间的差异,从而为舰船首部结构的设计提供参考。     

海洋非金属管道在位稳性数值模拟

文章研究了在波流水动力荷载作用下海洋非金属管道管土接触的在位稳性。通过嵌入UWAVE子程序的ABAQUS施加考虑升力的水动力荷载,编写基于Zhang理论弹塑性模型自定义管土接触单元,对管道进行动态分析。结果发现管道的应力应变处于较低水平,在位状态失效不是由强度破坏造成的;不考虑升力将使管道陷深增大,侧向位移受到约束。最后做了参数分析,包括管道安装过程中的集中荷载效应、海床土壤类型及考虑海床不平整造成的悬跨段长度。