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基于 ABAQUSExplicit 的某铺管船坠物跌落的非线性有限 …

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Abaqus非线性教程

Abaqus非线性教程
·迭代步是在一增量步中找到平衡解的一种尝试。如果模型在迭代结束时不 是处于平衡状态，ABAQUS 将进行另一轮迭代。随着每一次迭代，ABAQUS 得 到的解将更接近平衡状态；有时 ABAQUS 需要进行许多次迭代才能得到一平 衡解。当平衡解得到以后一个增量步才完成，即结果只能在一个增量步的 末尾才能获得。
第七章 非线性
这一章讨论 ABAQUS 中的非线性结构分析。线性分析与非线性分析的区别概 述如下：
线性分析 到目前为止所讨论的分析实例均为线性情形，也就是施加的载荷和系统响应 间存在线性关系。例如：如果一线性弹簧在 10N 的载荷下伸长 1ｍ，那么施加 20N 的载荷就会伸长２ｍ。这意味着在线性分析中，结构的柔度阵只需计算一次（将 刚度阵集成并求逆即可得到）。其它载荷情形下，结构的线性响应可通过将新的载 荷向量与刚度阵的逆相乘得到。此外，结构对不同载荷情形的响应，可以用常数 来进行比例变换或相互叠加的方式，来得到结构对一种完全新的载荷的响应，这 要求那种新载荷是先前各载荷的线性组合。载荷的叠加原则假定所有的载荷的边 界条件相同。 ABAQUS 在线性动力学模拟中使用了载荷的叠加原理，这将在第九章进行讨 论。
图 7-1 线性和非线性弹簧特性
由于刚度依赖于位移，所以不能再用初始柔度乘以所施加的载荷的方法来计 算任意载荷时弹簧的位移了。在非线性分析中结构的刚度阵在分析过程中必须进 行许多次的生成、求逆，这使得非线性分析求解比线性分析昂贵得多。
由于非线性系Байду номын сангаас的响应不是所施加载荷的线性函数，因此不可能通过叠加来 获得不同载荷的解。每种载荷都必须作为独立的分析进行定义及求解。
为了使物体处于平衡状态，每个节点上施加的净作用力必须为零。因此平衡的 基本判据为内部作用力 I 和外部作用力 P 必须互相平衡：

基于ABAQUS的速度相关型阻尼器单元二次开发

基于ABAQUS的速度相关型阻尼器单元二次开发

基于ABAQUS的速度相关型阻尼器单元二次开发
葛少平;李爱群
【期刊名称】《工程抗震与加固改造》
【年(卷),期】2014(36)3
【摘要】大型通用有限元软件ABAQUS既具有强大的非线性分析功能,又有开放的子程序接口供用户根据自己的实际情况进行开发.本文基于用户单元子程序UEL 接口,根据ABAQUS隐式动态分析原理推导了速度相关型阻尼器的单元刚度矩阵和单元阻尼矩阵,并利用Fortran语言开发了粘弹性阻尼器和粘滞流体阻尼器这两种速度相关型阻尼器的单元子程序Udamper.for,且实现了阻尼器力-位移滞回曲线与耗能曲线的输出.对一个设置速度相关型阻尼器的钢框架模型,进行了动力时程分析,并与SAP2000的计算结果进行了对比,验证了本程序的准确性及附加阻尼器对建筑结构所具有的减震作用.
【总页数】7页(P1-6,20)
【作者】葛少平;李爱群
【作者单位】东南大学土木工程学院,江苏南京210096;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096;东南大学土木工程学院,江苏南京210096;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096【正文语种】中文
【中图分类】TU352.1
【相关文献】
1.位移相关型和速度相关型阻尼器耗能特征对比研究 [J], 马乐阳
2.基于ABAQUS的梁柱单元混凝土本构的二次开发 [J], 冯剑秋;胡博修;张金岭
3.基于ABAQUS二次开发的索单元 [J], 李昊;简方梁;曹一山
4.基于 Abaqus 的剪切型阻尼器单元开发与应用 [J], 陈聪;吕西林
5.基于ABAQUS的橡胶垫隔震支座单元二次开发 [J], 王晖;方明胜;孙作玉;;;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

ABAQUS非线性

ABAQUS非线性
ABAQUS 的非线性模拟综述 摘要：ABAQUS 被广泛地认为是功能最强的非线性有限元软件，可以对复杂的结构力学系 统进行分析，尤其在庞大复杂问题驾驭性较好以及对高度非线性问题的模拟方面有比较好的 解决。本文主要针对力学模拟中的几何、材料、边界三种非线性问题进行讨论，重点是如何 在 ABAQUS 中定义这三种非线性问题，包括在 CAE 模块中定义和关键字定义。 关键字：ABAQUS；几何非线性；材料非线性；边界非线性 Abstract：ABAQUS is widely considered to be the most powerful-linear finite element software,
在 ABAQUS 中定义两个结构间的接触问题，第一步是用*Surface definition 选项定义表 面，接着用*Surface interaction 选项来定义表面间的相互作用，然后用*Contact pair 选项定义 可能接触的表面对。
下面举例说明如何在 ABAQUS 中定义接触，现以图 3 中的螺栓连接为例： 1）首先在 ABAQUS/CAE 的 Interaction 模块下，在 Interaction 菜单下创建一个新的接触 属性（property），选择接触类型：Contact，在弹出的对话框中定义接触的机械参数和热参数； 2）在 TOOL 菜单下，定义 Surface，分别定义名为 surf of part 1 和 surf of part 2 两个面， 分别代表两个零件的接触面； 3）最后在 Interaction 菜单下定义接触对（contact of bolt），主面和从面分别选择步骤 2） 中定义的两个表面，而接触属性选择步骤 1）中定义的属性。 定义完成后，在 INP 文件中表述下：
4.8e+08, 0.18 2 几何非线性

ABAQUS有限元分析毕业论文

ABAQUS有限元分析毕业论文
保证和维护企业的运营、销售和信誉，为企业创造更大的利益。
1.1.1振动与冲击对电子设备的危害
在电子设备所处的机械环境中，各种机械力和干扰形式都有可能对设 备的可 靠性造成危害，其中危害最大的是振动和冲击。它们造成的危害主
要有两种：
(1)设备在某一激振频率下导致振幅很大的共振现象，最终因振动加速
度超 过设备所能承受的极限加速度而破坏；或者由于冲击所产生的冲击力
Studying the general analysis method and solving process of the phone'flip con tact and impact duing dropp ing with fin ite eleme nt an alysis simulati on tech no logy based on the con tact dyn amics will be the set up for non li near simulati on an alysis」t is be provied that simulati on method with complex structure,duri ng dropp ing impact load and comb ined with con tact dyn amics and fin ite eleme nt an alysis method.
Drop and impact are ofen see n in engin eeri ng practice and recog ni zed as a con tact collision problem,and the problem shows highly characteristics of nonlinearity. Normally it'effective method to solve dropping issue complex structure with finite element method and actual dropping test data,and it will improve the precision of finite element simulation.So the analysis and research for drop phenomena with finite element method is important in both theoretical and engineering fields.

基于ABAQUS显式动力学的PCB板跌落研究

基于ABAQUS显式动力学的PCB板跌落研究

基于ABAQUS显式动力学的PCB板跌落研究刘志峰;张敬东;成焕波【摘要】The theories of central difference arithmetic,stable time＇slimit and the theory of energy balance were analyzed systematically,the impact of stable time＇s limit and energy balance due to mechanical parameters of materials such as stiffness,density and mesh density was researched.Then a finite element model was built and the method of Wheatstone bridge was used to validate model＇s accuracy.Finally,a detail research on PCB collision was made based on the experiments and simulation,it indicates that ABAQUS/Explicit can deal with the impact load precisely.The calculation cost will be reduced and the precision will be satisfied as well by applying the theory of energy balance,the strength of the packaging meets the reliability requirements of PCB.%分析了ABAQUS/Explicit动力学的中心差分算法、稳定时间极限、能量平衡理论,研究了材料刚度、密度等力学参数以及网格密度对稳定时间极限和能量平衡的影响。

造船——微裂纹结构的非线性超声Lamb波的有限元模拟

造船——微裂纹结构的非线性超声Lamb波的有限元模拟
的探测越来越重要。受非线性超声检测技术的启发，近年来，非线性 Lamb 波监测技术受 到了越来越多的关注 [9, 10]。超声波传播过程中的非线性效应已被用来测量材料的微观结构 变化[11-13]。对于超声波 Lamb 波，利用其传播的过程中不易衰减的特性，已经被用于结构 损伤检测。已有研究表明，结构的几何非线性和材料的几何非线性均会引起 Lamb 波信号 中非线性成分的变化[14-17]，因此，根据非线性 Lamb 波特征参数的变化，可以判断由于 损伤引起的结构改变，从而实现损伤检测。这一方法不再依靠传统超声波的反射、散射和材 料对超声波能量的吸收等线性物理变化，因此可以克服由于构件结构或材料的复杂性所带来 的难题。在非线性 Lamb 波损伤检测过程中，Lamb 波的非线性效应的产生是实现损伤检测 的首要前提。微裂纹会引起材料结构和几何的非线性。大量的实验证据也表明，超声波与微 裂纹相互作用时会产生非线性行为，测量超声非线性系数为无损检测微裂纹导致材料早期性 能退化提供了一种有效方法[18]。
利用 ABAQUS/Explicit 方法，为了获得足够的准确度和提高计算效率，不同的区域采 用不同的网格密度。一般来说，网格越稠密，精度越高，但是同时会导致计算时间的大量增
加。根据文献[32]，网格的最大尺寸和时间步长采用下式计算：
������������������������
=
������������������������ 20
本文主要研究基于微裂纹结构的二次谐波的传播，其理论机制就是当声波传播到微裂纹 时，导致裂纹表面张开、闭合[19, 20]，而压缩阶段的接触刚度比拉伸阶段的接触刚度大， 发生非线性震荡，产生高次谐波。所以，谐波震荡开始广泛用于微裂纹的检测[21-23]。
本文基于有限元软件 ABAQUS 和 Python 语言，建立了 Lamb 波在含随机分布微裂纹薄 板中传播的有限元模型，研究了不同频率下 Lamb 波产生二次谐波的激发过程，从而为后续 的损伤检测提供依据。

基于ABAQUS的燃油箱跌落模拟

基于ABAQUS的燃油箱跌落模拟

基于ABAQUS的燃油箱跌落模拟杨杰;陈学宏【摘要】为了能够在产品设计阶段,预测出燃油箱跌落时破坏位置,对结构优化及后续工艺调试提供指导,最大程度上确保通过跌落实验.基于ABAQUS软件使用状态方程模拟内部气体和液体,进而完成整个跌落模拟.通过与实验结果进行对比,验证了该方法精度的可靠性.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】3页(P49-51)【关键词】状态方程;流固耦合;燃油箱;跌落模拟【作者】杨杰;陈学宏【作者单位】亚普汽车部件股份有限公司研究开发中心, 江苏扬州225009;亚普汽车部件股份有限公司研究开发中心, 江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】V228.1+10 引言汽车燃油箱是车上唯一储存燃油的地方，是车上重要的功能与安全部件，它必须牢固、密封、耐冲击。

跌落实验是检验燃油箱产品是否合格的重要手段，相应的国家规范以及各个汽车生产商都明确了跌落实验要求[1-3]。

因此，利用目前日益成熟的CAE技术，在燃油箱设计阶段进行跌落模拟，预测出燃油箱可能破坏的区域和结构，为结构的优化及后续的工艺调试提供指导，最大限度地确保燃油箱通过跌落实验，显得非常有必要和意义[1-3]。

与一般的跌落模拟相比，燃油箱跌落模拟的特殊性在于，其内部密封液体和气体，其跌落过程中会受很复杂的气、液、固三相耦合作用。

因此，正确模拟出气、液、固三相耦合作用是整个模拟的关键所在。

采用CFD与FEA结合的方法，固然能够很好地解决上述三相耦合，但需要非常高昂的计算机资源，实际操作也非常复杂。

考虑到在跌落中只对燃油箱本体感兴趣，没有必要精确考虑内部的气体和液体运动形态，只需要考虑气体和液体对油箱内壁的压力即可。

ABAQUS软件的状态方程可以非常方便地实现上述设想，而ABAQUS自身有强大的非线性求解能力，同时也保证了跌落过程中各种复杂的接触问题，能够得到精确求解[6]。

1 状态方程原理1.1 能量方程及Hugonio曲线对于封闭系统，其内能的增加等于应力所做功与增加热能的总和。

哈工程-基于ABAQUS的船用板架碰撞数值仿真研究

哈工程-基于ABAQUS的船用板架碰撞数值仿真研究

基于 ABAQUS 的船用板架碰撞数值仿真研究杨树涛, 焦磊，朱 永凯，朱枫 （哈尔滨工 程大学 船舶工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001）摘 要：碰撞载荷作用下加筋板架的损伤变形预测是船舶结构耐撞性评估的一个重要内容，对于深入理解船舶碰撞力学 机理和开展船舶耐撞性结构设计具有重要的指导意义。

根据国外加筋板架碰撞模型系列试验结果，应用大型动力有限元计算 软 件 ABAQUS 对 其 中 3 种 典 型 加 筋 板 架 进 行 数 值 仿 真 计 算 ，得 到 了 不 同 加 强 筋 情 形 下 板 架 的 损 伤 变 形 特 征 及 变 形 大 小 ，结 果 表 明 总 体 上 两 者 具 有 很 好 的 一 致 性 ， 数 值 仿 真 计 算 误 差 均 在 5%以 内 ， 证 明 了 ABAQUS 在 碰 撞 数 值 仿 真 中 的 有 效 性。

关键词：船舶碰撞；加筋板架；数值仿真；损伤变形1 引言 碰撞一般 是指结构在 很短时间内 在巨大冲击 载荷作用下 的一种复杂 而强烈的非 线性动态 响应过程，它具有非 常明显 的动力特性，而且碰撞区构件一般都要迅速超越弹性阶段而进入塑性流动状态，并可 能出现撕裂、屈曲等 各种形 式的破坏或失效 [1] 。

加筋板架 是组成船体 及海洋工程结构物的基本单元。

发生 碰撞事故时，加 筋板架的损 伤变形 是主要的能 量吸收机制 [2 ] 。

因此，研究加筋板架 结构在碰撞载荷作用下 的动响应问题对深入理 解船舶碰撞 的内部 力学机理 [3-4 ] 和开 展船舶耐撞 性结构设计 [5 -6] 都具有重要指导意义。

本文基于Sang-Rai Cho和 Hyun-Seung Lee [7 ] 所 做加筋板架 碰撞系列试验结果，应用数值仿真的方法 对其中 3 种典型 加筋板架模型进行了计算，得到了碰撞载荷作用下加筋板架的损伤变形特 征。

通过结 果对比分析，两者总 体上具 有很好的一 致性，证明 ABAQUS中碰撞数值仿真的方法可以很好的模拟碰撞动力学过 程。

Abaqus在一体机跌落分析中的应用-wangbk

Abaqus在一体机跌落分析中的应用-wangbk

Abaqus 在一体机整机跌落分析中的应用王宝昆 江国栋联想（北京）有限公司摘要：本文利用Abaqus/Explicit 对一体机的跌落过程进行模拟，并提取其位移及应变信息，预测其可能发生的结构风险，并与实验结果进行对比，验证了结果的正确性。

关键词：一体机，跌落，包装1. 概述跌落测试是电脑进入量产前的一个重要试验项目，需要实物试验，多在产品开发后期进行，可以模拟评估产品在运输过程中意外跌落等情况下结构的可靠性。

实物试验的缺点是需要实验后验证，即只有在试验完成后才知道设计是否有缺陷，而此时修改设计花费的时间和费用较高，不利于产品快速推向市场。

有关研究表明，在新产品的研制过程中，约70％-80％的成本耗费于设计阶段。

因为在这个过程中，存在着因产品设计存在缺陷而导致产品重复修改、甚至重新设计。

造成产品成本上升、不能按时投放市场。

利用计算机仿真方法进行结构耐撞性的分析可以有效地提高产品的可靠性，降低开发成本，提高产品的市场竞争能力。

一体机实现了主机与显示设备的整合，比传统分体台式机纤细，节省桌面空间，但也导致结构更加复杂，同时，其包装以及运输方式与传统台式机无异，更容易出现问题，因此在前期设计中，仿真工作可以发挥更大的作用。

ABAQUS/Explicit 可以求解复杂非线性动力学问题，特别是用于模拟冲击跌落及它高度不连续事件，如考虑塑性，接触，材料失效等效应的问题。

使类似碰撞的结构分析更准确、更直观，真实地描述结构的应力与变形。

本文利用大型有限元软件Abaqus 对有EPE 材料保护的一体机模型实现了模拟分析自由跌落的过程。

跌落角度采用采用三棱六面一角的方案，重点关注前后面跌落带来的影响。

与冲击测试不同，跌落测试主要关心外壳开裂，屏幕变形等冲击测试中不易发现或损坏机理不同的现象。

2. 有限元模型目前一体机构造主要是由作为外壳，中板，以及附加在中板上功能性部件，如液晶屏，硬盘，主板等构成。

其中，外壳一般为ABS 材料，中板为SPCC ，主板为复合PCB 材料。

基于ABAQUS的钢结构相贯节点非线性静力分析

基于ABAQUS的钢结构相贯节点非线性静力分析

骤， 结果表 明， 使用 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ软件进行非线性有限元的桁 架节点静力分析 ， 其结果 与实验很接近 。
关键 词 ： Ｂ Ｑ Ｓ有 限 元 ， 线 性 分析 ， 结 构 ， 架 节 点 ＡＡ Ｕ 非 钢 桁 中 图 分 类 号 ：Ｕ ９ Ｔ ３１ 文 献标 识 码 ： Ａ 架 ， 弦 杆 与 腹 杆 均 为 圆钢 管 ， 质 为 Ｑ ４ Ｃ 其 材 ３ ５ 。钢 管 之 间 主 要 采
４ 结 语
灵敏度分析法思路清晰， 对于较简单 的结构具有较好的效果。 对于一些特殊的情况 ， 灵敏度分析法在结 构动力模 型修正 的 计算上也会存 在着计算不理想 的情 况 ， 本文认 为其主要原 因有 以
Ｍ ｃａｉ ， ９ ，１ （）７３ ７ ・ ｅｈｎ ｓ１ ８ １４ ５ ： － ６ ｃ ９ ５７
基 于 Ａ ＡＱ Ｂ ＵＳ的 钢 结 构 相 贯 节 点 非 线 性 静 力 分 析
李 懿 张永霞 李铁 英
摘 要 ： 过 对 桁 架 节 点 的静 力 分 析 ， 绍 了使 用 大 型有 限元 分 析 软 件 Ａ Ａ Ｕ 通 介 Ｂ Ｑ Ｓ对 钢 结 构 进 行 静 力 非 线 性 分 析 的主 要 步
第３ ６卷 第 ３ ５期
・ ・
２０ １ ０年 １ 月 ２
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０． ６ Ｎｏ ３ １３ ． ５ Ｄｅ ． ２ ０ ｃ ０ｌ
文 章 编 号 ：０９ ６ ２ （ ００）５０ ０ —３ １０ －８５ ２ １ ３ —０ ４０
本工程 为某 火 车站 大跨 度屋 盖结 构 ， 此屋 盖 结 构为 空 间桁
致灵敏度修 正不 能有效地 向正确结果逼近 。

ABAQUS有限元分析实例——非线性斜板

ABAQUS有限元分析实例——非线性斜板

Abaqus有限元分析实例——非线性斜板这个例子如图8-11所示。

已经应用ABAQUS/Standard模拟了板的线性响应，现在你将应用ABAQUS/Standard对它进行重新分析，包含几何非线性的影响。

从线性模拟的结果表明对于此问题非线性的效应可能是重要的，由此次分析的结果，你将判断这个结论是否正确。

图8-11 斜板如果你愿意，可以根据本例题后面的指导，应用ABAQUS/Explicit将模拟扩展到动态分析。

在本手册的在线文档第 A.6节“Norlinear skew plate”提供了输入文件。

当通过ABAQUS/CAE运行这个输入文件时，将创建关于该问题的完整的分析模型。

根据下面给出的指导如果你遇到困难，或者如果你希望检查你的工作，则可以运行这个输入文件。

在附录A“Example Files”中，给出了如何提取和运行输入文件的指导。

如果你没有进入ABAQUS/CAE或者其它的前处理器，可以人工创建关于这个问题的输入文件，关于这方面的讨论，见Getting Started with ABAQUS/Standard：Keywords Version，第7.4节“Example：norlinear skew plate”。

8.4.1 修改模型打开模型数据库文件SkewPlate.cae，从主菜单栏中，选择Model-->Copy Model-->Linear，将名字为Linear的模型复制成名字为Nonlinear的模型。

对于非线性斜板模型，你将考虑包含几何非线性效应和改变输出要求。

定义分析步进入分析步Step模块，从主菜单栏中，选择Step-->Edit-->Apply Pressure来编辑分析步定义。

在Edit Step对话框的Basic页中，选中Nlgeom（注：几何非线性的缩写）以考虑几何非线性的效应，并设置分析步的时间周期为1.0。

在Incrementation （增量步）页中，设置初始增量步的值（initial increment size）为0.1。

采用ANSYS 5.7的海底管线起吊过程非线性有限元静力分析

采用ANSYS 5.7的海底管线起吊过程非线性有限元静力分析

采用ANSYS 5.7的海底管线起吊过程非线性有限元静力分析乔惠芹;丁果林;杨树耕
【期刊名称】《中国造船》
【年(卷),期】2002(043)0z1
【摘要】海底管线安装过程中经常采用对接起吊法,在这一过程中管线应力状态较复杂,管线的变形属于大位移几何非线性变形,同时还要考虑管线的双层结构.本文采用有限元分析软件ANSYS5.7模拟管线的起吊过程,采用ANSYS5.7提供的点点接触单元(Contact 52),浸没管单元(Pipe59),直管单元(Pipe16)对管线起吊过程进行接触非线性和几何非线性有限元分析,得到了较为满意和直观的结果.计算结果可以给出指定起吊高度情况下的管线内管、外管的应力分布以及管线和海底泥面接触点的位置,进而可以校核起吊过程中管线内、外管的强度和稳定性是否满足要求.为海底管线起吊对接计算提供了一种新的思路和方法.
【总页数】4页(P310-313)
【作者】乔惠芹;丁果林;杨树耕
【作者单位】天津大学建筑工程学院;天津大学建筑工程学院;天津大学建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TE9
【相关文献】
1.基于ANSYS的塔式起重机有限元静力分析 [J], 潘友杰
2.悬臂工字梁荷载作用下的ANSYS有限元静力分析 [J], 周家来;李县准
3.有限元分析软件ANSYS在海洋工程中的应用(续1)第二讲采用ANSYS程序的导管架平台结构有限元分析 [J], 杨树耕;藤明清;孟昭瑛;任贵永
4.基于ANSYS的减速箱中轴有限元静力分析 [J], 李博
5.基于Ansys Workbench的斜齿轮轴有限元静力分析 [J], 韩玉娟;池振坤
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基于ABAQUS的结构非线性问题探究

基于ABAQUS的结构非线性问题探究

『
：件 一 １ ｛ ｛。
（） １
（） ２
ｌ ｌ－＝ｆ ｝ ｛ ｝ ＇ ｛ ） ｛ 一 ｔ Ｋａ ＋ Ｒ
对此类方程的求解方法很多， 如荷载增量法、 位移增量法 、 荷载位移增量混合法（ 简称混合法） 当前刚 、 度参数法、 虚拟弹簧法及弧长法等 。
收 稿 日期 ：０ １ ２—２ ２ １ —１ ２
１ 结构 的几何 非线性 结 构几 何 非线 性包 括 大位 移 （ 转 动 ）大应 变 、 岔 、 稳等 。工 程 中常见 的分 岔 、 稳和 结构 形 状有 大 、 分 失 失
关 。当结构 受外荷 载作用 由一 种平 衡状 态过渡 到 另一种 平衡状 态 的过程 中 ， 构将被破 坏 ， 时产生 的和 结 结 这 构形状 有关 的非线 性 问题 就是 分岔 和 失稳 ， 般可 分为平 衡分 岔失 稳 （ 一 又称 理想 结构或 构件 的第 一类 稳定 问 题） 极值 点失稳 （ 、 也称非 理想状 态 的第 二类稳 定 问题 ）跳 跃 失稳等 三种 。根据 结构部 位分 为构件 （ 壳 的局 、 板
法、 增量载荷二分法、 规定“ 本步刚度参数法” 规定节点位移法及弧长法等。 、 弧长 法 的思 想 最 初 由Ｗｅ ｎｒ ｍｐ ｅ与 ｋ 提 出 ， 经 Ｒ ｍｍ与 Ｃ ｓ ｅ 改 进 ， Ｓ 后 ａ ｉｉ ｄ ｆｆ ｌ 使其 便 于 应 用 。［ ａ 与 ３ ｍ ， Ｌ
力 达 到世 界领 先水平 ， 至对 于一 些 高度 几何 非线 性 问题 也能 选择 适 当参数 保证 在分 析过 程 中得 到精 确解 甚
答 。本文主 要采 用 Ａ ＡＱ 有 限元 分析 工 具针 对 扁壳 结构 几何 非线性 问题 做一 定分析研 究 ， Ｂ ＵＳ 为扁 壳结 构在

基于Abaqus的浮码头系缆墩桩基修复分析

基于Abaqus的浮码头系缆墩桩基修复分析

基于Abaqus的浮码头系缆墩桩基修复分析
李瑜;翟秋;项雯;童斯超
【期刊名称】《中国港湾建设》
【年(卷),期】2015(035)010
【摘要】通过对南京某码头的受撞系缆墩的现场检测,确定了系缆墩的损伤情况,并对系缆墩桩基采用钢护筒修复,通过Abaqus有限元软件分析了修复的可行性及修复后系缆墩的动力特性,提出相关建议.结果表明,采用钢护筒对局部受损严重的系缆墩桩基进行修复是可行的,修复后桩基最大拉应力有明显减小;桩基是系缆墩中较为危险的结构,在使用中,要尽量避免出现与前3阶频率相近的振源,并避免系缆墩桩基倾斜方向上的船舶撞击力.
【总页数】5页(P31-34,63)
【作者】李瑜;翟秋;项雯;童斯超
【作者单位】河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098;中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司,江苏南京211102;中建钢构江苏有限公司,江苏靖江214532
【正文语种】中文
【中图分类】U656.117
【相关文献】
1.新型码头浮式系缆装置防卡死技术分析 [J], 王芳芳;陈明栋;吴时强;况曼曼
2.基于ABAQUS的桩基码头三维非线性有限元分析 [J], 陆微
3.港口浮码头中固定桩墩振动实测与数值计算分析 [J], 丁俊凯;李强;臧传海
4.陡岩河岸高桩墩式码头群桩基础水平承载能力分析 [J], 周世良;王永艺
5.高桩码头混凝土桩基修复加固技术分析 [J], 姜学洲
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基于ABAQUS的海工用吊梁优化仿真设计

基于ABAQUS的海工用吊梁优化仿真设计

基于ABAQUS的海工用吊梁优化仿真设计韩华伟【摘要】该文基于专业的有限元分析软件和行业内设计经验,通过对海工用吊梁的安全性和经济性分析,优化了吊梁结构,平衡了吊梁自身重量和起吊能力的关系,为今后吊梁的安全性、经济性设计提供了分析计算流程,具有良好的借鉴意义.【期刊名称】《中国海洋平台》【年(卷),期】2015(030)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】吊梁;失稳;惯性释放【作者】韩华伟【作者单位】中集海洋工程研究院有限公司,山东烟台264670【正文语种】中文【中图分类】TP391.7随着海洋工程制造业的不断发展，模块建造的高效化趋势越来越明显，进而产生大量的模块吊装作业需求。

在模块吊装的作业过程中，高空作业受到侧向风、不均匀吊装等不稳定因素的危险性很大，现有的吊梁大多自身重量过大、吊点位置布局不科学而导致吊梁强度和疲劳问题频现，进而降低了吊装效率。

基于此，将吊梁应用在模块吊装作业中，既可以达到平衡吊装载荷的目的，又可以增加吊装作业的范围，在海洋工程结构建造和合拢作业中应用广泛。

吊装能力的高效化一直是模块吊装追求的指标，影响吊装能力指标的主要因素是吊梁强度和吊梁本身的重量，在保证吊梁本身强度的基础上追求吊梁自身重量的轻量化是目前研究方向的重点。

随着数值分析技术和计算机仿真技术的迅速发展，许多工程实际应用问题可以得到有效地解决。

该文基于某海工吊装用300 t吊梁，采用有限元分析技术和海工规范经验校核相结合的方法，采用非线性有限元分析仿真，得到吊梁的整体受力情况，并对吊梁的稳定性和总体弯曲强度做了校核，优化了结构和焊接工艺，在实际生产中得到了良好的应用。

吊梁的受力分布情况和销轴的分布与实际作业工况有关，图1所示为吊梁结构总图，吊梁的分析既要包括总体的强度校核，还要包括总体稳定性和吊点销轴的校核。

结构刚度过大虽然可以保证总体的强度，但是会导致局部的应力过大。

因此，该文采用整体有限元分析与局部手工经验公式校核相结合的方式完成结构的优化设计。

基于ABAQUS的混凝土材料非线性本构模型的研究

基于ABAQUS的混凝土材料非线性本构模型的研究

其中， c0 为参数，可以通过混凝土单轴和双轴受压行为定
c0=9
ε bc
3 rbcε 姨 3 - a0 + a0- 姨 2 rbcε rbcε a0- 姨 3 + c
c
c
c
c
-4a0
c
c
c c 2姨3
c
r 为单轴受压和双轴受压时 ε
pl 11
的比值， 一般为 1.28。
在受拉区， ABAQUS 提供了固定弥散裂缝模型，即认为 裂缝出现后，原有的裂缝角度不再变化，即坐标转换矩阵 R 保持不变。 其中：
0 0 0 0
0 0 0 0
0.5 （1- 2v ） 0
0.5 （1- 2v ）
v v v v v v v v v v v v v v v v v v
2 钢筋的本构关系及钢筋与混凝土的粘结效应
在 ABAQUS 中，混凝土结构中的钢筋可以通过钢筋单元 （rebar ） 来实现， 可以添加单独的钢筋单元， 也可以在单元属性 中附加钢筋属性以定义组合模型的钢筋，还可以通过 Embed 方法将链杆单元或者膜单元嵌入混凝土单元中。 钢筋单元是一 维应变杆单元， 故采用双线性理想弹塑性本构模型。此模型的 特点是钢筋与混凝土之间的力学性能相互独立， 而钢筋与混凝 土两种不同材料协同工作的基本要求既是两者之间必须要有 足够的粘结强度。而在 ABAQUS 中， 钢筋与混凝土的相互作用
新 材 料 新 工 艺 研 究 与 应
和粘结滑移效应 （bond slip ） 都可以通过引入拉伸硬化 （tension ） 来进行模拟。 stiffening
、
安 徽 建 筑
3 算
例
现以钢筋混凝土单向板为例，对 ABAQUS 的分析结果进 行验证。 本构模型采用 Smeared Cracking Model， 单向板的尺寸及钢 筋布置， 如图 1 所示。 有限元模型尺寸为 381mm×381mm， 两端 简支。采用三维 8 节点缩减积分单元 CPS8R 进行单元离散化。

ABAQUS在船舶海洋工程中的应用

ABAQUS在船舶海洋工程中的应用

ABAQUS是一套功能强大的基于有限元方法的工程模拟软件，其在船舶海工方面有着广泛的应用。

以下是ABAQUS在船舶海工方向的几点应用。

1. 船体及船载设备结构强度分析船舶的总体强度分析在船舶的设计中是首先需要考虑的问题。

对于船舶在海上航行时遭受到的风浪载荷的抵抗能力，也是船舶在设计时需要考虑的重要因素之一。

船的结构庞大，往往是计算模拟的难点所在。

非线性有限元分析软件ABAQUS进行船体及船载设备的强度分析。

其中ABAQUS/Standard是一个通用的分析模块，它能够求解广泛的线性和非线性问题，包括结构的静态、动态、热和电响应等。

对于通常同时发生作用的几何、材料和接触非线性问题，能够采用自动控制技术处理。

此外，软件针对海洋平台分析还专门开发了模块Aqua，它包括海洋平台和立管分析，J管道拉伸模拟，基座弯曲计算和漂浮结构研究等。

稳态水流和波浪效果模拟可以实现对结构施加拉、漂浮和流体惯性加载，对于在流体表面以上的结构还可以实现风力加载。

下图是对某型舰艇进行强度分析的结果，实际计算中分别考虑了在6 级和9 级海况下船舶的抗风浪能力。

2. 舰船及其零部件模态分析船舶的频率分析对于船舶设计来讲十分重要，在设计中一定要使得船舶的设计频率能避开船舶行驶环境中常遇到的风浪载荷的频率。

在进行船舶频率分析中存在两个难点：1）船舶的结构大，单元很多，导致求解时间很长；2）由于水的作用，导致频率的大小有偏移，从而湿模态分析就显得非常重要。

对于这两个难点，有限元在线都提供了相应的解决方案。

利用AMS（Automated Multilevel Substructure）求解器，可以解决大模型的模态提取问题。

大型结构由于零件众多，各个部件之间的接触、摩擦、过盈装配等工况都对频率有影响。

利用ABAQUS杰出的接触求解能力以及其它非线性求解能力，使得真实模拟大型结构的频率成为可能。

对于船舶湿模态提取问题，传统的方法是把附着水的质量作为附加质量点加在船体模型上进行计算，这样一来工作量较大，需要把各站的重量手工加上去，同时不能考虑水和船体的相互作用。

基于ABAQUS的悬空管道地震响应分析

基于ABAQUS的悬空管道地震响应分析

基于ABAQUS的悬空管道地震响应分析
孙健
【期刊名称】《石油和化工设备》
【年(卷),期】2014(000)007
【摘要】悬空管道在发生震级较高地震时，受地震波的影响非常明显。

本文假设强震作用于克乌成品油某悬空段管道，借助ABAQUS仿真软件模拟地震波，对悬空管道进行模态和地震响应分析，对比得到悬空管道的应力和位移结论。

该方法可为分析地震对悬空管道产生的影响提供参考。

【总页数】4页(P30-33)
【作者】孙健
【作者单位】中国石油天然气管道局第五工程公司，河北任丘062550
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于ABAQUS的磁流变支座桥梁水平地震响应分析
2.基于ABAQUS的高墩桥模型地震响应分析
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4.基于ABAQUS的磁流变支座桥梁水平地震响应分析
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(a)
(a) t =0.00s
(b) 图 4 水平形式跌落时结构损伤变形图
图 5 为管子以垂直形式跌落时结构的损伤变形 图 ，从图 5(a)中可以看出跌落碰撞区域的甲板结 构出现断裂破坏， 跌落管可能会穿透甲板进而破 坏下部结构； 图 5(b)中可以看出甲板下的型材出 现了屈曲，发生了很大的塑性变形。对比图 4 和图 5， 可以看出管以垂直形式跌落时对船体 结构的破坏程度更大，产生的危害也更大。
ui =
⋅⋅
Fi − I i Mi
⋅
(1-4)
然后式（1-4）对时间进行积分可得速度 u i ，再 对时间进行积分可得位移 ui ，中心差分法的显 式形式为：
⋅ ∆t(i +1) + ∆t(i ) ⋅⋅ ⋅ u u u (i ) = + i i ( 1 / 2 ) ( 1 / 2 ) + − 2 ⋅ (1-5) u u t u = + ∆ ( i +1) (i ) ( i +1) ( i +1 / 2 ) ∆t(i ) + ∆t(i +1) ∆t(i +1/ 2 ) = 2
4.2 应力和应变 从图 6 和图 7 可以看出跌落碰撞区域的结构所用 的钢材的屈服应力超过了 355N/mm2，表明此区 域的材料已经进入了塑性状态， 甲板及其下的型 材已经被撞断裂或严重屈曲。 从图中还可以得到 最 大 的 应 力 值 为 711.8N/mm2 ， 则 有 725.6/355=2.005， 即动力屈服应力是静力屈服应 力的 2.005 倍，这验证了动力屈服应力比静力屈 服应力要高 2~3 倍的说法。
[1] ABAQUS Analysis User’s Manual[R].Version 6.8, Copyright 2008 ABAQUS, Inc. [2] Det Norske Veritas. Design against accidental loads (DNV-RP-C204) [S]. Oslo: Det Norske Veritas, 2004. [3] Jones N. Structural impact [M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1989.
杜之富 (1980-), 男 , 硕士 , 工程师 , 主要从事船舶和海 洋工程结构强度分析工作.
图 8 水平形式跌落时结构的应变图
图 9 垂直形式跌落时结构的应变图
5 结论
应用非线性有限元分析方法， 对海洋工程铺 管船坠物跌落过程进行了数值仿真， 得出结论如
1 ABAQUS/Explicit 动态计算原理
1.1 碰撞运动方程 在总体43; C u + Ku = F
⋅⋅ ⋅
⋅⋅
⋅
(1-1)
其中：M 为质量矩阵，C 为阻尼矩阵， K 为刚 度矩阵， u 为加速度向量， u 为速度向量， u 为 位移向量， F 为包括跌落冲击力在内的外部力 向量。 若设 I = C u + Ku ，则式（1-1）可变为：
2.3 材料模型 船用钢材是一种对应变率高度敏感的材料， 其屈服应力和拉伸强度极限随应变率的增加而 增加， 因此， 应变率对钢材材料性质的影响也要 考虑，ABAQUS 中拥有强大、丰富的材料库分 析中选择了与实验数据符合的较好的 Cowper-Symonds 本构方程：
(b)垂直形式 图 3 跌落管下落形式
(b) t =0.025s
(c) t =0.05s 图 6 水平形式跌落时不同时刻的结构的应力图
(a)
(b) 图 5 垂直形式跌落时结构损伤变形图
(a) t =0.00s
(b) t =0.055s
下： 1) 铺管船的跌落碰撞引起的损伤变形呈现 局部性， 碰撞区域表现为塑性变形， 其他区域为 弹性变形。 2）分析结果验证了动力屈服极限为静力屈 服极限的 2~3 倍。 3)对比两种跌落形式， 垂直形式跌落对船体 结构造成的破坏程度更大，更危险。 参考文献：
⋅⋅
(1-3)
图 1 跌落管的有限元模型
2.2 船体有限元模型 跌落物体主要对船的局部的结构造成破坏， 表现为明显的局部冲击损伤的特性， 因此， 只是 创建了物体可能跌落到区域的结构模型如图 2 所示。有限元分析结果的精度与网格大小有关， 所以跌落区域的网格进行细化， 而非跌落区域的 网格划分较粗。
⋅
3.3 跌落速度 在跌落分析时， 冲击荷载是以物体刚与船体结构 接触时的速度施加于模型。 忽略空气对跌落物体 的阻力影响，假定物体从跌落位置开始以 9.81m/s2重力加速度进行自由落体运动，则有跌 落物体刚刚与船体结构接触时的速度为，
v = 2⋅ g ⋅t
(3-3)
对两种不同的跌落形式， 在不同跌落高度对 应速度对船体跌落碰撞分别进行了数值分析， 当 船体结构出现断裂时撞击速度 VS 跌落高度列于 表 3，
(c) t =0.1s 图 7 垂直形式跌落时不同时刻的结构的应力图
图 8 和图 9 分别为水平形式跌落和垂直形式跌 落时结构的应变图， 从图中可以看出跌落碰撞区 域的单元最大等效应变已经达到最大失效应变 0.2，单元失效，其不再受力及不再参与下面的 计算； 失效单元已经隐去， 甲板及其以下型材上 出现破裂。 跌落碰撞造成的破坏主要集中在碰撞 区域，对此区域以外的结构造成的影响非常小， 这就验证了跌落碰撞表现为局部损伤。
3 跌落碰撞参数
3.1 跌落形式 起重吊在吊装管子作业时， 管子发生跌落时 的下落形式可能有很多种， 但限于论文篇幅的原 因，本文只选择了两种跌落形式，即：与甲板水 平下落与甲板垂直下落，如图 3 所示。
图 2 船体的有限元模型 表 2 铺管船的主要参数 总长 L/m 325.0 型宽 B/m 39.0 型深 H/m 24.0 吃水 d/m 10.6 (a)水平形式
基于 ABAQUS/Explicit 的某铺管船坠物跌落的非线性有限元分析
杜之富, 李磊, 韩华伟,张谭龙 （烟台中集来福士海洋工程有限公司，烟台，264000） 摘要：坠物跌落是铺管船作业中可能遇到的严重事故之一。应用 ABAQUS/Explicit 非线性有限元分 析方法，对海洋工程铺管船坠物跌落过程进行了数值仿真，并对船体结构受坠物冲击后的性能进行 研究。采用了两种跌落形式(水平形式和垂直形式)。船体结构的碰撞损伤变形在碰撞区域主要表现 为塑性变形，在碰撞区域以外主要表现为弹性变形。同时，分别分析了坠物从不同高度跌落相对应 速度时结构的应力和应变。 关键词：铺管船；坠物；冲击碰撞；ABAQUS/Explicit 海洋工程铺管船上一般都装有大型的起重 吊， 这些吊主要在以下两种情况下作业， 一是把 物体从供给船上起吊到铺管船上， 二是在铺管船 上把物体从一个位置起吊到另一个位置。 由于作 业的频率非常高， 就不可避免地发生因脱钩、 绳 断等引起的物体跌落。 跌落碰撞是船体结构在很 短时间内在巨大冲击载荷作用下的一种复杂的 非线性动态响应过程， 它具有非常明显的动力特 性 , 而且碰撞区构件一般都要迅速超越弹性阶 段而进入塑性流动状态， 并可能出现撕裂、 屈曲 等各种形式的破坏或失效。 1.2 显式求解方法 ABAQUS/Explici 应用中心差分法对运动方 程进行显示的时间积分， 由一个增量步的动力学 条件计算下一个增量步的动力学条件。 在增量步 开始时，程序求解动力学平衡方程，即式(1-3)， 则可得：
σy ε = 1+ σ0 C
⋅
1/ P
(2-1)

其中，σ y 为动态屈服应力；σ 0 为初始静态屈服 应 力 ， 355N/mm2; ε 为 塑 性 应 变 率 ； C, P 为 Cowper-Symonds应变率系数，对一般钢材而言， C为 40.4，P为 5.0。 2.4 边界条件和接触定义 物体跌落表现为局部性， 边界条件对分析结 果的影响可以忽略不计， 此分析的模型的边界为 固支边界。 跌落碰撞问题的求解关键是要处理好 不同结构界面的碰撞接触和相对滑动， 不同界面 间的相互作用是通过接触算法来实现的。 ABAQUS 提供了一般性接触，面面接触，自接 触等接触定义方法。 由于跌落是一个很复杂的动 态非线性问题， 准确地界定出那些构件会发生接 触也是非常困难的，因此，跌落分析时，采用一 般性接触。
⋅
2 有限元模型
2.1 跌落物体模型 跌落管只用壳体来模拟， 如 图 1 所示。 根据 DNV 规范可以把跌落物体假定为刚体，跌落管 的材性为刚性材料。
Mu=F−I
⋅⋅
(1-2)
如果采用集中质量, 即质量矩阵 M 变成对 角矩阵 , 则各个自由度的方程将是相互独立的 , 即：
M i ui = Fi − I i (i = 1,2,⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅)
表 3 跌落管的撞击速度 VS 跌落高度 跌落形式 跌落速度 v/m/s 高度 H/m 水平形式 28.01428 40.0 垂直形式 22.14723 25.0
4 跌落计算结果与分析
4.1 被碰区域船体结构损伤变形
从图 4 看出管子以水平形式跌落时， 结构的 损伤变形主要集中在跌落碰撞区域， 此区域结构 变形比较大， 主要表现为塑性变形； 而远离此区 域的结构变形较小，为弹性变形；图 4(b)为甲板 下型材的变形图的放大图， 从图中可以看出型材 上出现了屈曲，甚至断裂破坏。