基于ABAQUS二次开发的可靠度计算程序的设计与应用

ABAQUS作为有限元分析软件的一种,在非线性仿真领域有着非常广泛的应用,却无通用且成熟的可靠度计算模块。因此,建立了一种基于有限元模型进行Monte Carlo模拟的可靠度通用计算程序,以满足ABAQUS中各类结构的可靠度计算的自动化要求。首先,提出了ABAQUS中可靠度计算程序的设计思路及主要功能,主要包括随机数生成、模型批量建立、结果自动提取等功能。接着,采用Python语言对ABAQUS的前处理和后处理模块进行二次开发,将程序主要功能模块化。最后,以某简支钢桁架桥有限元模型的可靠度计算过程为例,详细阐述可靠度计算程序的使用方法。此可靠度计算程序能够有效提高结构可靠度计算过程中的自动化程度,减少计算时间,在工程应用方面具有较大的参考价值。     

三维有限单元法在某分离式大型船闸闸室结构分析中的应用

结合ABAQUS大型有限元分析软件,以某分离式船闸的标准段闸室为基本计算结构,并拟定地基模拟范围,建立了闸室的三维有限元计算模型,分析了在不同工况下的应力分布规律和变形特点。并根据三维有限元内力计算原理及方法计算出闸室段各部位控制点的内力,为设计人员进行配筋设计提供了便利条件。     

有限元软件在空箱结构计算中的应用浅析

以八里湖赛城湖控制枢纽工程的U型隔堤为实例,运用SAP2000软件建模,进行计算分析,得到内力云图,通过后处理选择不同的控制截面计算出结构配筋。并在相同的参数和荷载条件下建立ANSYS有限元模型,计算得到最终的应力云图,选取典型的受力隔墙对SAP2000模型计算的结果进行验证。结果表明两种有限元软件计算的内力大小分布范围一致,配筋面积相差较小,可为类似的空箱结构内力计算提供参考。     

基于有限元的黄河北闸结构计算分析

鉴于黄河北闸工程已建成18 a,闸墩,工作桥等结构多处出现裂缝,故应对其结构安全状态进行分析研究,为维修加固该工程提供依据。采用水工结构有限元计算软件计算分析黄河北闸闸室结构内力,以复核闸室结构安全状态。由于有限元计算的结构内力分布趋势与一般方法计算的结构内力分布趋势相似,故表明使用有限元软件进行水闸结构内力分析计算简便,易于工程应用,具有较好的计算精度,能满足工程计算要求。     

基于BIM技术的某钢筋混凝土厂房有限元分析

为了解决实际工程中进行有限元计算时存在的建模时间长、建模难度较大及建模精度不足等问题,将BIM软件Revit与有限元软件相结合,在Revit中完成某钢筋混凝土厂房的三维建模,然后导出有限元软件接口文件,在有限元软件中进行模型的网格划分与计算,从而实现了BIM技术与有限元技术的相结合。对于厂房类框架结构,在Revit软件中易于实现建模与配筋,利用其建立的模型对结构进行有限元计算能显著提高工作效率且能提高计算结果的准确性。     

三峡升船机塔柱联系梁三维有限元内力计算

 三峡垂直升船机塔柱纵、横向联系梁在塔柱连接以及整体结构联合受力中起着非常关键的作用,梁的配筋设计是塔柱土建结构配筋设计的重要环节。采用三维实体单元对塔柱结构进行静力分析,直接应用有限元结点力计算梁内力,比常见的应力积分法的精度提高1阶,而且避免了角点应力奇异性带来的误差。该方法基于MARC软件二次开发,不需要编制有限元计算程序,操作简单,编程容易,是三维实体单元计算梁结构内力的实用方法。同时,针对升船机塔柱联系梁数量多、工况复杂的特点,提出从数据准备、内力提取、拉力计算到应力成果显示的程序自动化操作方法,大大减少了人工工作量。     

中山河闸闸室结构安全稳定分析

本文先用一般方法计算中山河闸的桩基承载力,再用abaqus三维有限元软件将地基、闸室、灌注桩整体建模来计算整体结构的位移场和应力场,结合中山河闸工程实际情况分析闸室结构的安全性态。分析结果表明:中山河闸的桩基承载力、闸室结构的承载力均满足要求,并且采用abaqus有限元方法能更精确的反应结构强度和位移状况。     

虚拟裂纹闭合法在结构裂缝分析中的应用

为分析复杂结构在复杂荷载作用下的断裂力学问题,基于结构断裂分析中的三维虚拟裂纹闭合技术（virtual crack closure technique,VCCT）,应用ABAQUS有限元软件中的UEL编写了裂纹尖端接口单元程序,该接口单元无需后处理即可直接得到裂纹尖端的应变能释放率。用该方法计算了两个三维算例,并将计算结果与解析解进行了比较,结果与解析解吻合较好,证明所提方法具有较高精度和可靠性,为分析复杂结构的断裂力学问题提供了很好的思路和工具。     

基于有限元法的廖坊灌区渡槽结构内力分析

在实际工程的有限元建模求解过程中,所求解的内力截面往往不是直接由网格单元面构成,无法直接应用有限元内力法求解任意截面的内力值。首先对整体结构构件进行有限元计算,得到网格单元上的结点位移值及对应的应力值等信息;然后将截面所在结构组件的网格单元从三维有限元模型中进行脱离,直接利用"脱离体"网格单元结点的应力值列出截面平衡方程。根据结构力学的方法,可以很方便地对"脱离体"上的"任意"截面的内力进行求解;最后通过一个渡槽的工程应用实例验证了文中提出方法的正确性和可行性。有限元内力法可以很方便地求解结构中指定截面上的内力值,为混凝土结构的配筋设计等提供依据,供工程设计人员参考。     

泵房下部结构计算中的关键问题研究

本文结合某中型电排站项目,对泵房下部结构分别采用三维有限元分析和简化二维框架结构计算,通过对两种计算结果进行对比研究,分析结构简化对内力计算结果的影响,分析产生误差的原因,使泵房下部结构的计算更加准确合理,为同类项目泵房下部结构的设计与计算提供参考。     

薄壁结构动力计算中一维有限元方法的应用

 针对目前薄壁结构领域存在的建模与计算耗时太大的缺点,将一维有限元的方法引入计算程序的编制,可以大幅度地降低单元与自由度的数目,迅速得到薄壁结构的各项几何参数,从而为后面的弯曲分析、扭转分析、乃至动力学时程响应计算打下基础。数值算例的检验结果表明,这套程序计算所得到的结果与大型有限元软件NASTRAN计算的结果相一致,但耗时却大大缩短,这一特点可以便于结构设计师在结构的初始设计时对抗震动位移迅速作出判断,从而可以大大提高结构设计的效率。     

基于ABAQUS的地下式沉沙池结构内力有限元分析

根据某工程地下式沉沙池大断面、大开挖及围岩破碎的特点,采用有限元软件ABAQUS对沉沙池支护和衬砌结构的内力进行了计算分析。结果表明：支护顶拱位移较大,衬砌左右侧边墙距底部1/5处的轴力和弯矩均达到峰值,为该结构的薄弱部位,存在断裂破坏的风险隐患。建议对支护顶拱部位的围岩采取固结灌浆措施,对衬砌左右侧边墙底部的薄弱部位可适当采取措施增加强度。     

粘弹性边界及地震动输入在ABAQUS中的实现

ABAQUS有限元软件在水利工程中应用广泛,人工粘弹性边界和等效节点荷载法是水工构筑物地震动力响应分析的常用方法。基于ABAQUS计算内核,采用Python计算机语言编写了二次开发程序,实现了人工边界处各节点的弹簧、阻尼器及等效节点荷载自动设置的功能,并具体阐述了程序编译流程和关键要素。建立的典型SV波底面入射模型对程序的适用性进行了验证,结果表明地震波的传递及反射规律与理论解一致,程序合理可行。     

消能箱结构分析与计算

笔者应用有限元结构分析计算程序对消能箱的箱体结构进行了分析计算，找出了该结构在各种荷载不同组合情况下的内力、应力及位移分布规律，得到了用于结构设计的控制内力值。通过分析或论证，证明程序的计算结果是可靠的。在分析计算中，结合工程特点，对一些特殊问题进行了特殊处理。     

有限元分析在钢闸门计算中的运用

本文运用有限元软件ABAQUS对平面钢闸门建立三维有限元模型,并以此来比较传统计算方法和有限元计算分析。研究结果表明,传统的计算方法偏于保守,计算数值偏大不够经济,而有限元软件计算出的结果因为考虑钢闸门的整体空间结构的作用,数值相对于传统计算方法小。有限元软件计算精度较高,可以作为设计参考。     

建筑钢筋混凝土结构主次梁相交处的内力计算与比较

以实际结构设计经验总结了建筑钢筋混凝土结构主次梁相交处的内力计算问题;在实际结构设计中如何通过不同的软件建模计算与比较,达到准确的理解和应用规范。     

混凝土重力坝在地震荷载下的稳定分析

采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,分析某混凝土坝在地震荷载下的响应,分析结构的稳定性和任意荷载作用下结构的破坏情况.计算结构表明:采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,可以更加直观反映混凝土坝的应力、应变和整个坝坡破坏发展过程....     

饱和软黏土循环累积变形简化计算方法研究

本文依据循环荷载作用下软黏土循环累积变形随循环荷载作用次数的变化趋势与静力荷载作用下土体蠕变随时间的变化趋势相类似这一特点,将循环荷载作用次数看作时间度量单位,依据蠕变理论,建立了一种计算饱和软黏土循环累积变形的拟静力弹塑性有限元简化计算方法。该方法的基本思路是:首先,针对已有室内三轴试验得到的土单元循环累积应变随循环次数的变化关系,采用幂函数形式对其进行拟合,并利用线性插值方法确定任意应力状态下土单元的循环累积应变势;进而,借助ABAQUS有限元软件的接口程序建立了饱和软黏土循环累积变形的简化计算模型;最后,通过有限元计算求得某一循环次数下土单元的循环累积应变。采用该方法对三轴试验结果进行预测,并与试验结果进行比较,结果显示二者基本重合,验证了该简化计算方法的可行性。进一步,将这一方法应用到某一桩基工程实例中,分析了桩基结构的循环累积变形,分析结果显示,在循环荷载水平较低的情况下,随着循环荷载作用次数的增加,结构变形值趋于稳定。在循环荷载水平较大的情况下,随着循环荷载作用次数的增加,结构循环累积变形加速增长,使结构趋于破坏。     

基于ObjectARX的公路隧道衬砌结构计算

本文基于AutoOAD二次开发工具ObjectARX，利用面向对象有限元程序方法，开发了公路隧道衬砌结构计算程序。该程序以AutocAD平台作为前、后处理工具，实现了交互式有限元计算分析功能。最后，与ANSYS软件计算结果作了比较，验证了程序结果的可靠性。实践证明，在AutoCAD平台上开发有限元计算程序可以提高了设计效率。     

梁板桩空间组合结构的电算程序编制及应用

本文介绍了梁-板-桩空间组合结构的有限元计算程序的编制方法及计算原理。在计算方法上,对桩-土关系的计算提出了高精度的梁-土复台单元,能够计算桩在多层地基上的内力变形。程序适用于梁-板-桩-地基梁-地基板构成的一般空间组合结构的计算。本文以桩-土侧向非线性作用及微折板码头作为程序应用的实例。