超深基坑开挖变形数值分析

采用大型有限元分析软件ABAQUS,对软土地区超深基坑的开挖变形性状进行三维非线性有限元分析,并将地连墙水平位移和立柱竖向位移的模拟结果与实际测量数据进行比较,得出了较为一致的规律,并分析了实测值和计算值的异同．     

铝合金电阻点焊预压接触分析

为了探究铝合金电阻点焊的接触压力分布及初始导电区域,利用ABAQUS软件建立球面形电极条件下的预压接触二维轴对称有限元模型并对模型施加不同的电极压力.在可视化模块中得到了各个接触面上接触压力随载荷变化曲线、电极上的轴力分布云图及工件内的有效塑性应变云图.有限元分析结果表明,各接触面上的接触压力分布是不均匀的,电极-工件间的接触压力受电极球形端面轴向应力分布影响;工件间接触压力与材料所处状态有关;随着电极压力的增大,工件间接触半径呈线性增长.说明电阻点焊时可以通过选取不同截面的电极来改善接触压力的分布,进而改变初始导电区域的大小.     

均布荷载作用下保温龙骨足尺墙体的抗弯性能

为研究腹板开孔的轻钢龙骨墙体在均布荷载作用下的抗弯性能,考虑腹板高度的影响,进行3.0 m×3.0 m足尺试件试验研究．分析了不同腹板高度的墙体在均布荷载作用下的破坏模式及腹板高度对墙体抗弯性能的影响．在此基础上,采用ABAQUS建立墙体的有限元模型,与试验结果进行对比分析,验证了有限元模型的可靠性．分析结果表明:石膏板可很好地限制竖龙骨的整体屈曲,当龙骨腹板高度为150 mm时,墙体竖龙骨在支座附近发生腹板剪切屈曲,同时在跨中位置发生畸变与局部屈曲的相关屈曲破坏;当龙骨腹板高度为100 mm时,墙体竖龙骨在跨中位置发生畸变与局部屈曲的相关屈曲破坏;当不考虑窗洞口影响时,腹板高度为100 mm的保温龙骨外围护墙体可满足我国全部地区建筑高度不超过50 m的城市建筑外围护墙体的抗风要求．     

薄壁波纹钢管混凝土柱局部屈曲性能研究

对一种新型的薄壁波纹钢管混凝土柱进行了低周反复荷载作用下滞回性能试验研究,然后利用ABAQUS进行模拟分析,分析了钢板截面宽厚比、长细比、钢板强度、混凝土强度等4个因素对薄壁波纹钢管混凝土柱局部屈曲的影响规律.试验结果表明:薄壁波纹钢管混凝土柱宽厚比、长细比基本与屈曲荷载成反比,钢板强度与屈曲荷载成正比,混凝土强度基本与屈曲荷载无关.     

叠合式双向板试验与数值模拟对比分析

针对传统双向板与两拼、三拼叠合式双向板用ABAQUS进行有限元非线性模拟分析,对比这三种双向板的挠度、钢筋应变以及裂缝开展等方面差别。结果表明与传统双向板比较这种两拼叠合式双向板在受力性能上基本相同,最后总结两拼叠合式双向板在受力时的状态,并提出改进建议以及还需解决的问题,从而为叠合式剪力墙板结构技术规程的完善提供理论依据,为其能够广泛应用于高层建筑的施工建设提供技术支持和理论支撑。     

基于现场试验的海上风电大直径单桩三维水平承载力研究

p－y 曲线法是计算分析水平受荷桩常采用的方法。但现场多为 3 m 以内直径试桩,对于海上风电大直径单桩( 4～8 m) 结构的桩土相互作用计算分析,其适用性值得商榷。结合江苏某海上风电大直径钢管桩水平静载荷试验,得到桩身挠度曲线和弯矩曲线; 采用 ABAQUS 建立单桩三维数值模型,将数值模拟结果与试验结果进行了对比分析,并对桩土接触法向刚度进行初步的敏感性分析,验证数值模型的有效性和适用性。随后对大直径单桩进行水平静载数值模拟,与规范推荐的 p－y 曲线法计算结果进行对比,结果表明,规范推荐的 p－y 曲线法过于保守,规范推荐的 p－y 曲线法不适于直接应用在大直径钢管桩的水平承载力分析; 所得结论对该区域海上风电大直径钢管桩设计优化具有指导意义。     

初应力对各向同性材料柱壳结构双稳态性能的影响

建立各向同性柱壳的力学模型,分析初始应力对各向同性材料结构双稳态性能的影响. 通过对柱壳变形应变能的分析,利用最小势能原理导出柱壳实现双稳态的条件. 同时,采用ABAQUS建立壳单元模型,通过施加边界弯矩对柱壳的双稳态过程进行有限元数值模拟. 结果表明,双稳态柱壳卷曲半径的数值结果与理论结果相吻合;无论是否存在初始应力,其变形过程中均有两个平衡点,且柱壳在任一平衡位置均无扭转变形;对于无初始应力的柱壳,第1个平衡点为稳定的平衡状态,第2个平衡点为不稳定的平衡状态;对于有初始应力的柱壳,在初始应力满足一定条件下,柱壳为双稳态结构,且两个稳定状态对应的曲率方向相反. 这与反对称铺层复合材料层合壳的双稳态曲率方向相同的情况不同.     

Geometric nonlinear effects on the planar dynamics of a pivoted flexible beam encountering a point-surface impact

Flexible-body modeling with geometric nonlinearities remains a hot topic of research by applications in multibody system dynamics undergoing large overall motions. However, the geometric nonlinear effects on the impact dynamics of flexible multibody systems have attracted significantly less attention. In this paper, a point-surface impact problem between a rigid ball and a pivoted flexible beam is investigated. The Hertzian contact law is used to describe the impact process, and the dynamic equations are formulated in the floating frame of reference using the assumed mode method. The two important geometric nonlinear effects of the flexible beam are taken into account, i.e., the longitudinal foreshortening effect due to the transverse deformation, and the stress stiffness effect due to the axial force. The simulation results show that good consistency can be obtained with the nonlinear finite element program ABAQUS/Explicit if proper geometric nonlinearities are included in the floating frame formulation. Specifically, only the foreshortening effect should be considered in a pure transverse impact for efficiency, while the stress stiffness effect should be further considered in an oblique case with much more computational effort. It also implies that the geometric nonlinear effects should be considered properly in the impact dynamic analysis of more general flexible multibody systems.     

HDPE瓶顶部负载仿真分析

目的 针对一款吹塑成型的牛奶包装HDPE瓶易瘪瓶的问题,研究瓶体不同部位的厚度比对HDPE瓶顶部负载的影响,并轻量化设计HDPE瓶。方法 通过3D扫描获得HDPE瓶的3D实体模型,测量瓶体厚度,并在ABAQUS中构建不等壁厚的HDPE瓶壳体有限元模型,通过静压试验验证有限元模型的准确性。仿真分析厚度比对整瓶顶部负载能力的影响,并拓扑优化HDPE瓶材料分布。结果 顶部负载时,有限元模型仿真分析和实验得到的临界载荷和临界位移误差分别为2.49%和5.11%;结合厚度比优化与轻量化分析可知,HDPE瓶单瓶材料用量减少了12 g。结论 考虑了瓶体实际厚度的HDPE瓶有限元模型具有较高的准确度。在设计HDPE瓶时,应关注瓶体各部位的厚度组成,以获得更好的瓶体力学性能。     

基于Python的Abaqus二次开发在层压板修理模拟中的应用

为加快复合材料层压板单面贴补参数设计的效率,利用基于Python的Abaqus二次开发技术,开发针对复合材料层压板单面贴补修理的快速建模及后处理程序.结果表明,程序能够通过输入单面贴补设计参数便捷地创建模型,并且计算结束后能通过快速后处理程序自动提取所需的数据和信息.该程序能够针对单面贴补修理母板的长度、宽度、单层厚度、层数和铺层顺序,补片的层数、直径和铺层顺序,以及复合材料单向预浸料和胶膜的性能等参数进行设计分析.用该程序计算得到的易破坏位置和破坏模式与试验结果的误差小于10%,证明该程序可行.