abaqus彈簧支座的案例
建筑隔振(震)器-彈簧支座設計計算
圖 2隔震裝置示意
在隔震裝置中，隔震支座占有重要地位。通過將不同元件的功能進行組合,或選取不同的設計參數,可以得到多種多樣的隔震支座。
隔震支座要求有較大的豎向承載力與豎向剛度,以保證承受上部結構的自重;水平方向上則較為柔軟,以保證隔震支座的隔震效果,即應有使建筑物恢復到原位置的剛度,同時應注意保證水平方向有較大的變形能力，以充分發揮隔震效果。除了良好的力學性能，隔震支座還要有良好耐久性與穩定的質量,以保證能夠長期穩定地承的受荷載。為了確保隔震支座的性能正常發揮，應當重視隔震支座的后期維護工作,及時維護、更換。
在實際工程中常用的疊層橡膠支座、摩擦擺隔震支座、摩擦滑移隔震支座、滾動隔震支座等由于豎向剛度很大，對豎向震動沒有隔震效果。彈簧隔震支座利用豎向彈簧減小上部結構在豎向地震下的動力響應,從而起到隔震效果,如圖3所示。為了耗散豎向地震能量,往往還需要設置豎向阻尼器。
圖 3彈簧隔震支座
2. 設計荷載及有限元模型
通過對建筑的隔震設防計算得到隔振層處隔震支點的荷載如下表1所示。
以設防烈度荷載值作為彈簧載荷依據，隔振器彈簧設計參數如下表所示。
板材材料為Q355D，抗拉強度>500Mpa，屈服強度>355Mpa。
彈簧材料為40SiMnVBE，彈簧抗拉強度>1900Mpa，彈簧屈服強度>1700Mpa。
圖 4隔振器有限元模型
隔振器設計計算時選用一下荷載工況進行計算。
3. 分析結果
3.1 工況1
圖 5下板vonMises應力
圖 6下板最大切應力
圖 7上板vonMises應力
圖 8上板最大切應力
計算得到理論切應力為699Mpa，誤差為10.5%。理論值與有限元結果很接近。同時分析彈簧簧絲內圈應力較大的原因是因為內圈曲率較小， 存在一定的應力集中導致。
展開 ABAQUS橡膠支座仿真：有初始轉角的橡膠隔震支座水平力學性能研究
徐忠根，管興坡，張杰，鄧長根，陳榮毅
摘要：在采用橡膠隔震支座的大跨空間結構中，其支座的上下表面常常存在相對轉角，針對這一問題，從兩個方向對上下表面有相對轉角的橡膠隔震支座的水平力學性能進行了研究。在轉角為0.005rad、0.01rad和0.015rad的情況下，對橡膠隔震支座進行了水平力學性能試驗，試驗結果表明，支座水平剛度會隨轉角的增大而減小。然后，運用ABAQUS軟件進行了有限元模擬分析，對試驗結果和有限元結果進行對比驗證。最后，通過ABAQUS軟件對有初始轉角的橡膠隔震支座進行了參數分析。結果表明：有限元分析得到的水平剛度與試驗結果吻合較好，為參數分析提供了依據；有初始轉角的隔震支座的水平剛度與加載方向有關；初始轉角對疊層橡膠支座水平剛度的影響會隨著初始轉角、支座第一形狀系數和支座第二形狀系數的增大而增大；根據有限元結果給出了有初始轉角的橡膠隔震支座的水平剛度計算公式，可供設計人員參考使用。
展開 abaqus模擬橡膠支座：鉛芯橡膠隔震支座精細化模擬分享
橡膠隔震支座具有提供豎向承載能力、彈性復位能力、良好的變形能力等特性進而在隔震建筑中廣泛使用。鉛芯橡膠隔震支座是在天然橡膠隔震支座中心或非中心部增加鉛芯一個或多個制作而成的具有良好耗能能力的隔震支座。剖面圖如圖所示。
為了更真實準確地反應荷載作用下支座內部的壓力分布，本文基于ABAQUS平臺對鉛芯橡膠隔震支座進行精細化分析。
（1）模型幾何信息如下表所示：
（2）材料本構橡膠采用超彈性模(Arruda-Boyce模型)，鋼材采用雙折線線模型，鉛芯采用理想彈塑性模型。封板、鋼板和連接板的彈性模量E=200GPa，泊松比取0.3。鉛芯彈性模量E=18GPa，泊松比取0.42。下圖為橡膠的本構選取示意圖。
（3）分析步設置：均采用靜力通用，其中Step1為面壓荷載，Step2為水平荷載加載。
（4）邊界條件及荷載：
支座下連接板固結、橡膠與鋼板和上下封板均采用Tie連接方式，
上連接板施加支座面壓和位移
。
（5）單元類型
由于橡膠為粘彈性材料，支座內部橡膠與鋼板建議開啟混合變形選項；選擇縮減積分可加快計算速度。
（6）本構正確性驗證：選取支座上表面中心點繪制荷載-位移圖如下圖所示。
如圖所示，滯回曲線呈明顯“旗幟”形。
（7）應力云圖和模擬動畫。
由于作者水平和時間有限，建模分析過程可能存在疏忽或有誤的地方還請批評指正！
文章來源：廣東省院結構安全顧問
展開 ABAQUS橡膠支座：考慮橡膠支座可變摩擦力的大跨度連續梁橋增量動力分析
Incremental dynamic analysis of the long-span continuous beam bridge considering the fluctuating frictional force of rubber bearing
考慮橡膠支座可變摩擦力的大跨度連續梁橋增量動力分析
Man Liao (廖曼), Bin Wu (吳斌), Xianzhi Zeng (曾顯志) , Kailai Deng* (鄧開來)
一
研究意義
在大跨度橋梁抗震設計中，通常采用經典的雙線性支座模型來模擬橡膠支座的力學行為。當豎向地震動較小時，采用拉壓等強的垂直線性彈簧模擬支座，假定支座的屈服力為接觸界面處的重力載荷與摩擦系數的乘積。但是，當地面運動具有較強的豎向分量時，支座的豎向軸力變化顯著。嚴重時甚至會出現支座與主梁分離，橡膠支座和混凝土墊層在巨大的沖擊作用下完全損壞。在這種情況下，簡化的雙線性模型不能真實再現橡膠支座的受力行為。
鑒于此，本文建立了一個非線性可變摩擦支座模型，該力學模型能夠考慮支座軸力的波動性，實現可變摩擦力的模擬。并在ABAQUS中建立了一座典型的大跨度連續梁橋有限元模型，利用增量動力分析方法，定量比較了兩種支座模型的地震響應結果。
展開 
ABAQUS讀懂彈簧/非線性彈簧單元——“小而精”的Spring element
<p>彈簧單元（Spring element）作為ABAQUS中的特色用途單元（Special-Purpose Elements）大家常常認為其比較“雞肋”，但在某些應用場景中卻有著不可代替的作用，可謂“小而精”。今天喵星人就結合用戶手冊和項目經歷帶大家讀懂彈簧單元。</p><p><br></p><p class="ql-align-center"><strong>01</strong>彈簧單元類型</p><p>用戶手冊給出三種彈簧單元的定義：</p><p><br></p><p>1. SPRINGA</p><p>Axial spring between two nodes, whose line of action is the line joining the two nodes. This line of action may rotate in large-displacement analysis.</p><p><strong>喵星人翻譯：</strong></p><p>兩個節點之間的軸向彈簧，其作用線是連接兩個節點的線。在大位移分析中，這條作用線可能會發生旋轉。</p><p><strong>喵星人點評：</strong></p><p>軸向彈簧的力僅作用于軸線上，因此只有平動自由度1/2/3而無轉動自由度</p><p><br></p><p>2. SPRING1</p><p>Spring between a node and ground, acting in a fixed direction</p><p><strong>喵星人翻譯：</strong></p><p>節點與地面之間沿固定方向作用的彈簧</p><p><strong>喵星人點評：</strong></p><p>也可稱其為接地彈簧，通常應用于土與結構相互作用，例如樁基等。
展開 Abaqus插件——橡膠隔震支座 ￥1
*************************注意事項******************************
1、插件使用過程中，如有任何問題請發郵件至shenz1hao@126.com
2、插件僅做學習交流使用，尊重原創者，切勿以營利目的傳播
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*************************插件功能******************************
1、實現橡膠支座和鉛芯橡膠支座快速建模（橡膠支座建立輸入鉛芯直徑為0即可）
2、實現橡膠支座和鉛芯橡膠支座內部約束一鍵建立
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********************插件安裝及使用*******************************
1、電腦路徑下輸入 %homepath%\abaqus_plugins并回車
2、將LRB_builder_Circle文件夾解壓至當前目錄下
3、打開abaqus，菜單欄中點擊plug-ins，里面找出LRB_bulider_Circle并點擊
4、輸入支座對應參數
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展開 ABAQUS板式橡膠支座高架橋抗震計算研究
采用Midas civil建立高架橋模型，模型結構包含支座、墩臺墊石、橋臺臺帽、墩梁、橋墩蓋梁等，定義高架橋整體坐標系，將橋的高度、橫橋向、順橋向，分別作為z軸、y軸和x軸[3]。采用ZK標準荷載，將恒載和活載的荷載施加在模型上，總荷載Q計算公式為:
式中:α為高載橋自重;L為橋跨度[4]。簡化模型結構各類構件，選取適合的結構參數，非線性處理高架橋結構，使結構的荷載-位移處于非線性狀態，模擬高架橋邊界條件[5]。其中彈性模量通過恩斯特公式進行修正，表達式為:
式中:G為橡膠支座彈性模量;G'為初始彈性模量;a為支座密度;l為支座投影面積;β為支座拉應力[6]。模型選取的模擬單元類型如下:橋臺和主梁采用一般梁模擬，支座采用板單元模擬，自由度根據地勘資料確定，混凝土壓重采用集中質量單元模擬[7]。針對地震易破壞區域的節點位置，細化網格單元，采用ABAQUS軟件截面庫Arbitrary功能，劃分高架橋厚度方向，模擬結構截面內的彎、抗拉、壓、剪剛度[8]。至此完成板式橡膠支座高架橋有限元模型的建立。
1.2 獲取高架橋單質點地震反應時程數據
輸入地震動給有限元模型，繪制高架橋地震反應譜，得到單質點反應數據。在模型z軸和x軸方向輸入地震動，使高架橋模型進入彈塑性狀態，把模型網格單元看作單質點，記錄單質點在地震作用下的最大反應，分析其與自振周期的關聯[9]。將地震慣性力看作靜力，采集高架橋所在地質的地震波，選取一致地震輸入方式，使模型結構各個單質點的地震完全一致，都輸入最大值地震動。把各階振型的疊加，看作單質點體系振動，則第i振型參與系數bi表達式為:
式中:σi為單質點第i階振型的振動疊加;U為質量矩陣;F為阻尼矩陣;K為剛度矩陣;Li為第i階振型的相對位移列矢量[10]。
展開 Abaqus彈簧預緊力及彈簧振子振動簡單實例
1、原長100mm、剛度10N/mm的彈簧水平放置，一端固支，另一端掛1kg的物體。研究彈簧在有預緊力的情況下的受力及振動情況。
2、工況：
初始時彈簧已伸長10mm，即彈簧有100牛的張緊力，建模時彈簧長度為110mm。用三個靜力分析和一個動力學分析演示及驗證彈簧預緊力的存在、作用及振動特性。
1）靜力分析——彈簧掛物體端有沿彈簧軸向-20mm的位移；
2）靜力分析——彈簧掛物體端無載荷；
3）靜力分析——彈簧掛物體端有沿彈簧軸向20mm的位移；
4）動力學分析——彈簧振子自由振動。
3、本例使用Reference Length定義彈簧原長。
4、詳細步驟
Abaqus彈簧預緊力及彈簧振子振動簡單實例-kxh.part1.rar
Abaqus彈簧預緊力及彈簧振子振動簡單實例-kxh.part2.rar
Abaqus彈簧預緊力及彈簧振子振動簡單實例-kxh.part3.rar
Abaqus彈簧預緊力及彈簧振子振動簡單實例-kxh.part4.rar
展開 基于ABAQUS的新型鋼網架支座節點分析
摘 要：文章提出了一種可三向位移調節的新型鋼網架支座節點，支座與混凝土柱之間采用長螺栓連接，支座底板與預埋件之間設有一對互相垂直的螺栓槽孔，可實現支座的三向位移調節。為了研究新型鋼網架支座節點在實際工程當中的受力狀態，運用有限元分析軟件ABAQUS，按照實際受力情況對傳統網架支座節點和新型網架支座節點進行了非線性受力分析。結果表明：兩節點在實際荷載加載下，空心球支座應力、混凝土柱應力，以及鋼筋籠應力相差不大，表明新型網架支座節點在實際工程當中能安全使用。
關鍵詞：三向位移調節;網架支座節點;ABAQUS;受力分析;
在我國建筑工程快速發展的背景下，建筑造型也發生了日新月異的變化，這就要求必須由多種復雜的結構來完成。網架結構在大跨度空間結構中的應用非常廣泛，網架可通過支座與預埋件和混凝土柱連接，最終與基礎連接，如圖1所示。鋼網架結構在多種大跨工程當中得到了越來越多的運用[1]。但鋼網架在安裝的過程中受到結構自重、風荷載等影響，導致網架在合攏時桿件無法精準對接，而傳統的網架支座對網架位移的調節能力有限，因此有必要對網架支座節點的構造進行進一步研究。
同時，鋼網架結構支座節點受力通常比較復雜，對其承載力性能進行分析是工程設計的一個重要環節，而節點的損傷極有可能導致與其連接的鋼構件發生破壞，進而帶來結構整體的損傷，所以節點分析是鋼網架結構設計的聚焦點問題，而確保節點區域安全和穩定則是關鍵所在[2]。
因此，本文提出了一種可三向位移調節的鋼網架支座，支座與混凝土柱之間采用長螺栓連接，支座底板與預埋件之間設有一對互相垂直的螺栓槽孔，可實現支座的三向位移調節。并運用有限元分析軟件ABAQUS對其進行有限元模擬，比較在同一載荷下其支座應力、混凝土應力，以及鋼筋應力，分析新型鋼網架支座節點能否用于實際工程中。
展開 【JY】JYLRB插件：一鍵生成ABAQUS橡膠支座模型 ￥480
相關的理論視頻課程：【JY】橡膠支座精細化模擬分析案例與教學
【注意】：該插件可自動生產有限元模型，包括 模型、相互作用、網格劃分、橡膠本構(多種可選)、荷載 等，可直接修改荷載條件進行分析。
【常見問題】水平滯回曲線可非常好好擬合試驗支座曲線，豎向剛度(由于支座產品不同)需根據試驗確定體積模量進行調整分析。
【版本修訂】目前可適用于6.14~最新版本，歡迎下載使用！
【導讀】
為了方便大家在分析橡膠支座時的建模，筆者基于<a href="/major/abaqus">ABAQUS平臺開發了一種一鍵生成橡膠支座插件 (JYLRB)，該插件僅需在操作界面設置支座直徑、鉛芯直徑、封板厚度、橡膠厚度、鋼板厚度、橡膠層數、鋼材屈服應力、面壓、所選擇的橡膠本構模型以及剪切模量即可生成橡膠支座模型。內容包括部件的建立及裝配、各部件本構模型的設置、分析步的設置、相互作用的設置、邊界條件及荷載的施加、網格劃分、作業生成。該插件省去了繁瑣的建模步驟，以及本構模型的計算，使用者僅需根據自身需要在模型上微調，可用于隔震支座及結構的精細化分析。
【程序可解決的問題】
在使用ABAQUS平臺對橡膠支座進行分析，動自己的小手進行建模時，由于橡膠與鋼板的接觸面眾多，在設置相互作用時過程繁瑣且很容易出錯，消耗去大家大量的時間。本著能偷懶就偷懶的原則，筆者開發了這款插件。并且在進行分析時，難點在于橡膠支座超彈性材料本構的設置，橡膠材料的力學性能和金屬材料的力學性能有很大區別，如彈性，大變形，不可壓縮等。超彈性材料都有顯著的特征：
（1）能承受大彈性（可恢復）變形，應變可達100-450%；
（2）由于材料分子鏈的拉直引起變形, 所以在外加應力作用下, 體積變化很小。
展開 采用ABAQUS連接單元等效建筑隔震支座，實現二維、三維隔震分析。
采用ABAQUS連接單元等效建筑基礎隔震支座，實現結構二維、三維隔震分析。水平自由度可實現雙線性恢復力模型等，豎向自由度可實現彈簧恢復力模型、具有耗能能力的摩擦彈簧恢復力模型等。
abaqus接地彈簧
接地彈簧具體如何設置，剛度代表圍巖等級，還是彈性反力系數？望大佬知點迷津
ABAQUS彈簧質量系統固有頻率求解
今天跟大家聊一聊我們在結構力學與結構動力學里面常見的一個計算公式——彈簧質量系統的固有頻率求解：
學過結構力學或者結構動力學的同學都知道我們系統的固有頻率求解，求解公式如下：
式中的f0即為固有頻率，k為系統的剛度（N/m），m為系統質量（kg）。
假定我們的模型如下所示：
那么由上我們可以計算出一個彈簧質量系統的固有頻率，如果我們的k=400N/m，m=10kg，那么通過上式可以計算得到我們的系統固有頻率為1.00658。由此建立我們的ABAQUS有限元模型如下：
1.建立一個點部件，坐標輸入（0，0，0）
2.鼠標左鍵長按1處圖標選擇通過偏移形成參考點，通過參考點RP偏移1000mm生成3處參考點
3.導入點部件進行裝配
4.在分析步模塊建立線性攝動求解類型，頻率求解分析步
5.采用Lanczos求解，頻率求解值設為1即可
6.在相互作用模塊對基準點建立參考點1，即RP-1
7.在上欄special中的彈簧模塊建立兩點之間的彈簧
8.設置彈簧剛度，在ABAQUS的mm制單位中剛度設置為0.4N/mm
9.在上欄special慣性與質量中設置RP-1的質量為0.01t
10.設置兩點的邊界條件，其中RP點6個自由度完全限制，RP-1點除圖中x方向自由度（即U1）其余自由度完全限制
11.無網格劃分操作，設置job，求解job得到結果
由上得到我們的結果，頻率為1.0066，與我們通過公式計算所得到的1.00658相差無幾，誤差很小。
以上就是我們今天關于彈簧質量系統的固有頻率求解的討論，謝謝大家！我是食詩吃詞！SSCC!
展開 技術熱點 | Abaqus在彈簧設計中的仿真應用
導讀
彈簧作為機械設計中常見的零件，對于標準彈簧的設計和剛度系數的計算也有比較成熟的標準，但是，對于異形彈簧，這些標準就沒有了用武之地，在這種情況下使用有限元方法不失為另一個選擇，以下案例中我們將使用Abaqus對三角形彈簧進行計算。
abaqus非線性彈簧
用非線性彈簧模擬鋼筋與混凝土的粘結滑移，位移加載，最后得到加載端RP1的荷載位移曲線為啥是這樣的
