abaqus地質運動仿真的案例
【CAE案例】受地質運動影響的大壩非線性仿真
20世紀70年代開始，大壩出現壩體開裂和閘門卡住的現象，初步判斷閘門卡住現象由地質運動引起。1990年起，運維單位對壩址處的地質運動進行監測，顯示地質運動導致的位移量約為每年3mm。2010年后閘門卡住現象出現頻次顯著增加。因此，目前考慮通過完全重建或者部分改造，將大壩壽命延長幾年或幾十年。考慮到經濟因素，優先選擇論證部分改造這一解決方案的可行性，再對壩進行部分改造。
圖1：工作視圖
圖2：監測結構位移圖
02 解決方案
根據大壩和閘門尺寸,在固體力學仿真軟件上建立物理模型，研究不同力學行為對壩體及閘門的位移應力影響。圖3是大壩的有限元模型和計算施加的邊界條件。
圖3：使用的網格和施加的邊界條件
在固體力學仿真軟件計算中，施加荷載與邊界條件時除了要考慮力載荷(重力、靜水壓力)外，還通過模型邊界的強制位移來模擬地質運動現象。結果顯示僅用材料的線彈性行為無法準確描述大壩的位移情況，這是由于邊界上存在非線性接觸問題，因此需要在模型建立時用到單元JOINT_MECA_FROT，來模擬支座底部發生的剪切觸變形(如圖4所示)。
圖4：樁底的剪切面
JOINT-MECA-FROT是固體力學仿真軟件中的一種基于摩爾-庫倫準則專門模擬大壩-基礎接觸面的單元類型。在這個模型中，混凝土的損傷機制可以通過彈性模量變化來體現。但應力分析表明，在混凝土的強度之外，仍有很大的受應力輻射區域。考慮到該區域的損傷可能會改變閘門的計算結果，CIH(法國水力大壩工程中心)和圖盧茲材料和建筑耐久性實驗室(LMDC)聯合開發了新的損傷模型ENDO_PORO_BETON，以精確描述混凝土的非線性彈性-塑性損傷行為。該模型實現了各向異性拉伸損傷(Rankine準則)的評估，并考慮了多軸約束的壓縮剪切損傷(Drucker-Prager準則)。
展開 Abaqus激光輔助車削仿真結果對比 (工件運動 VS 刀具運動)
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