【iSolver案例分享】開口鋼管樁的單軸壓縮試驗

一．模型背景：

該模型為開口鋼管樁，該鋼管樁的尺寸為：外直徑2m, 壁厚0.05m, 樁長9m。樁所用鋼為Q235鋼，采用彈塑性本構模型，鋼材密度為7.85t/m3, 彈性模量為215e6KPa, 泊松比為0.28，屈服強度為235MPa, 屈服后的應力應變關系為理想彈塑性模型。由于開口鋼管樁具有軸對稱性，故而只建立90度的模型，以降低計算成本。

圖一：所建90度的開口鋼管樁

圖二：鋼材的參數設置

該模型的兩個側邊截面為軸對稱約束，樁底部固定，頂部受到均布荷載，壓強為4000KPa。

圖三：樁的邊界約束及荷載

模型的網格類型采用C3D8R，將壁厚分為了兩層。

圖四：模型的網格劃分

二．iSolver與Abaqus的結果對比

圖五：樁內側應力分布圖（上側：abaqus; 下側：iSolver）

圖六：樁內側底部的應力集中圖（上側：abaqus; 下側：iSolver）

圖七：樁外側應力分布圖（上側：abaqus; 下側：iSolver）

圖八：樁外側底部的應力集中圖（上側：abaqus; 下側：iSolver）

取樁外壁的應力路徑（圖九）做樁的應力、應變及位移由樁頂部到樁底部的分布圖。

 

圖九：所取應力路徑

a)Abaqus

b)iSolver

圖十：樁軸向應力隨深度分布圖（x=0:樁頂；x=9:樁底部）

a) Abaqus  

b)iSolver

圖十一：樁軸向應變隨深度分布圖（x=0:樁頂；x=9:樁底部）

a) Abaqus        

b)iSolver

圖十二：樁軸向位移隨深度分布圖（x=0:樁頂；x=9:樁底部）

由分析可見，iSolver所得結果與Abaqus的精度近乎一致。