abaqus倒塌分析的案例
基于abaqus的鋼筋混凝土平面框架倒塌性能分析 ￥100
<p>結構在遭遇偶然突發事件后， 不可避免的會導致結構局部破壞或者損傷， 如果剩余結構不能有效的承擔結構初始破壞和損傷造成的內力變化， 剩余結構就會發生進一步破壞， 造成多米諾骨牌式的連鎖反應，從而造成大范圍嚴重破壞乃至倒塌，這就是通常所說的連續倒塌。附件中只有一個cae有限元模型。
abaqus模擬磚堆倒塌
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abaqus砌體磚倒塌
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abaqus利用general contact求解積木堆倒塌問題
圖1
假設在分析開始之前，積木堆底部附近的一個關鍵塊已經被刪除，從而引發坍塌。每個積木都使用一個C3D8R單元建模。粗網格的使用突出了一般接觸算法的edge到edge的接觸能力，因為大多數積木之間block到block的接觸不會導致節點穿透到面。
在分析中，這些積木是可變形的。楊氏模量為12.135 GPa (1.76e6 Psi)，泊松比為0.3，密度為577.098 kg/m3 (5.4e-5 lb s2/in4)。
此外，增強的沙漏控制用于變形分析。采用R3D4單元建模為離散剛性表面。該模型涉及大量的接觸體。general contact功能大大簡化了接觸定義，因為不需要單獨指定多種可能的接觸對。使用general contact選項自動定義一個包含所有可能的表面，這是在模型中定義接觸的最簡單方法。庫侖摩擦系數為0.15。
重力載荷的大小增加了10倍，以方便在較短的分析時間內演示edge到edge的接觸能力。分析將在0.15秒的時間內執行。
結果如圖2所示。
圖2
展開 
爆破拆除曲線梁橋連續倒塌過程分析
研究方法以及想要的效果
拆除構件設計是將結構中的初始失效構件進行移除，分析余下結構在原有荷載作用下通過內力重分布的方式發展至新的穩定平衡狀態或發生連續性倒塌。若結構發生連續性倒塌，可采取增強剩余結構的承載力或者延性的方法防止連續倒塌，這樣的處理方式實質上是為了給結構提供備用的荷載傳遞途徑，所以拆除構件法通常又被稱為“備用荷載路徑法”。其中，移除失效構件是指其不參與后續計算，并未對相鄰構件間的連接造成影響。
步驟：
1）建立有限元模型
2）施加靜力荷載（重力荷載，可變荷載：橋面均布荷載10.5KN/m，跨中集中荷載為240KN），隱式分析，進行靜力分析達到靜力平衡，得到靜力響應結果（這個結果是要保留的）
3）通過 read disp 和動力松弛引入結構進行隱式分析后所達到的靜力平衡狀態，瞬間拆除失效構件（4號墩），（用生死單元法）失效時間要小于1階豎向自振周期的1/10
4）進行隱式轉顯式動力分析，直至結構發生倒塌，得到動力響應結果，如：失效柱頂點位移圖，其他橋墩和梁的位移時程曲線，發生落梁對橋墩發生撞擊的撞擊力時程曲線，以及塑性鉸分布、倒塌破壞圖等。
有限元模型圖：
支座形式：
整體有限元網格模型圖：
有限元模擬動畫效果：
展開 基于ANSYS/LS-DYNA框剪結構爆破倒塌仿真分析
摘 要：不同切口方式與延期時差對建筑物拆除爆破倒塌效果有極大影響，尤其是對大高寬比的框架剪力墻結構。因此，利用數值模擬對建筑物倒塌效果進行仿真分析，對于爆破方案的優化具有重要的指導意義。以某17層框架剪力墻結構拆除爆破工程實例，利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件，采用整體式模型，
對不同切口方式和延期時差的框架剪力墻結構倒塌過程進行數值模擬。對框剪結構分別采用三角形和梯形切口，以及切口處中間排立柱同時起爆和延期起爆，共選取4種組合方案進行結構倒塌的對比分析。結果表明：采用三角形切口時，中間排立柱同時起爆，最后排立柱容易被壓屈，形成的偏心彎矩比第二爆破區段只爆破底層立柱偏小；采用梯形切口時，在切口全部形成后，結構倒塌過程中，梯形切口以上部分形成附加的偏心彎矩較三角形切口小，切口觸地時前傾速度比三角形切口小。
拆除爆破得益于其安全、快速和高效等特點，近年來在建筑物拆除，特別是在高層建筑物拆除中得到了有效的應用。框架剪力墻結構由于其抗震和抗風性能好，被普遍應用于城市超高層建筑中，故相應的對框剪結構的拆除項目數量是不勝枚舉。在對建筑物進行拆除爆破時，常用的爆破切口形式主要有兩種，即梯形切口和三角形切口,切口形式的選取對爆破效果會產生重要影響；與此同時切口處各爆破構件的延期起爆時間對結構拆除爆破起著關鍵作用。而對于切口處立柱的起爆情況的研究分析，更多的還停留在經驗總結階段，其原因是拆除爆破具有不可逆性，對其進行實體實驗代價太大。因此，隨著計算機技術的發展，數值模擬則成為分析拆除爆破倒塌過程的極佳手段。
研究表明，選取恰當的模型與參數，數值模擬可以真實地反映建筑物爆破拆除倒塌過程，模擬得到的該建筑爆破倒塌堆積形態與工程實際吻合良好，對實際工程有重要的參考價值。
展開 超大型鋼筋混凝土冷卻塔龍卷風致倒塌仿真分析
穩定性分析
由于冷卻塔殼體結構的薄壁特性，結構屈曲失穩曾經被認為是引發冷卻塔在強風作用下倒塌的決定性因素。屈服應力狀態法（BSS）的穩定性驗算公式如下:
圖12(a)給出了水工規范BSS方法計算結果，圖12(b)給出了基于分岔屈曲分析的五種渦流比下臨界屈曲切向風速隨相對距離的變化情況。臨界切向風速隨相對距離和渦流比的變化趨勢與BSS方法相似。兩種穩定性分析方法的結果表明，位于龍卷風渦核半徑位置時更容易發生失穩。當冷卻塔位于龍卷風渦核內時，渦流比低的龍卷風更容易引起結構屈曲；而當冷卻塔位于龍卷風渦核外時，渦流比大的龍卷風更容易造成結構屈曲。圖12還表明了分岔屈曲分析得到較高的臨界風速，而BSS方法得到相對較低的臨界風速。這種差異是由于BSS方法一定程度上考慮了結構的非線性效應，而分支屈曲分析只針對線彈性結構實施計算。
圖12 臨界屈曲切向風速
失效機理
長期以來，對于冷卻塔風致結構破壞是由于失穩還是材料破壞，一直缺乏共識。基于上述倒塌數值模擬和穩定性分析，龍卷風作用下結構破壞臨界風速對比如圖13所示。結果表明，在不考慮相對距離和渦流比的情況下，分岔屈曲分析和倒塌數值模擬分別得到了最大和最小臨界速度，而BSS方法得到了介于最大值和最小值之間的臨界速度。結構倒塌對應的臨界速度小于失穩對應的臨界速度，這意味著龍卷風作用下冷卻塔的結構破壞是由倒塌損傷引起的，而不是冷卻塔彈性失穩引起的。穩定性分析和倒塌數值模擬得到的臨界切向風速的差異是由于倒塌模擬考慮了材料非線性和裂紋的出現，而穩定性分析僅針對線彈性結構進行。因此，基于倒塌數值模擬的結構失效分析相比較于分叉屈曲分析或BSS方法更合理。
展開 用戶作品賞析 | 基于Ansys/LS-DYNA框剪結構爆破倒塌仿真分析
基于Ansys/LS-DYNA框剪結構爆破倒塌仿真分析
[ 摘 要 ] 不同切口方式與延期時差對建筑物拆除爆破倒塌效果有極大影響，尤其是對大高寬比的框架剪力墻結構。因此，利用數值模擬對建筑物倒塌效果進行仿真分析，對于爆破方案的優化具有重要的指導意義。以某17層框架剪力墻結構拆除爆破工程實例，利用Ansys/LS-DYNA有限元分析軟件，采用整體式模型，對不同切口方式和延期時差的框架剪力墻結構倒塌過程進行數值模擬。對框剪結構分別采用三角形和梯形切口，以及切口處中間排立柱同時起爆和延期起爆，共選取4種組合方案進行結構倒塌的對比分析。結果表明：采用三角形切口時，中間排立柱同時起爆，最后排立柱容易被壓屈，形成的偏心彎矩比第二爆破區段只爆破底層立柱偏小；采用梯形切口時，在切口全部形成后，結構倒塌過程中，梯形切口以上部分形成附加的偏心彎矩較三角形切口小，切口觸地時前傾速度比三角形切口小。
[ 關鍵詞 ] Ansys/LS-DYNA數值模擬；拆除爆破；框剪結構；切口方式；延時時差
前言
拆除爆破得益于其安全、快速和高效等特點，近年來在建筑物拆除，特別是在高層建筑物拆除中得到了有效的應用。框架剪力墻結構由于其抗震和抗風性能好，被普遍應用于城市超高層建筑中，故相應的對框剪結構的拆除項目數量是不勝枚舉。在對建筑物進行拆除爆破時，常用的爆破切口形式主要有兩種，即梯形切口和三角形切口，切口形式的選取對爆破效果會產生重要影響；與此同時切口處各爆破構件的延期起爆時間對結構拆除爆破起著關鍵作用。而對于切口處立柱的起爆情況的研究分析，更多的還停留在經驗總結階段，其原因是拆除爆破具有不可逆性，對其進行實體實驗代價太大。
展開 建筑結構動力彈塑性與倒塌分析的參數化建模軟件PA-TRANS
鋼筋混凝土框架剪力墻結構倒塌過程仿真
對2011年2月11日新西蘭地震中倒塌的the Pyne Gould Corporation (PGC) 辦公樓進行倒塌過程模擬分析。該結構是鋼筋混凝土框架剪力墻結構，始建于1964年，后經多次加固改造。該結構的原貌與倒塌后形態見圖5.7與5.8。圖5.9為按目擊者描述給出的結構倒塌過程。
分析模擬時，首先采用PKPM進行結構建模、配筋計算，模型相比實際結構有所簡化；隨后采用建筑結構參數建模軟件PA-TRANS將PKPM軟件中的設計模型轉換至ABAQUS模型，并采用隱式、顯式分析模型接力計算。圖5.10為模擬計算得到的結構倒塌過程。可以看出，二者的破壞位置與倒塌過程較為接近，誤差原因可能是計算模型與實際結構有所差異、計算中未考慮構件剪切破壞所致。
圖5.7 PGC辦公樓原貌
圖5.8 PGC辦公樓倒塌后的破壞形態
圖5.9 實際結構倒塌過程
圖5.10 模擬結構倒塌過程
六、 結論
1. PA-TRANS程序能夠按按工程分析需求實現復雜建筑結構的有限元參數化建模，使得工程師較為方便地使用ABAQUS軟件進行復雜建筑結構的動力彈塑性分析乃至倒塌過程模擬。
2. 配套的“基于ABAQUS平臺的鋼與混凝土單軸材料本構模型SJZU-CSUNIAXIAL”能夠較為準確地描述鋼筋混凝土梁柱、剪力墻構件的滯回性能。
3. 通過PA-TRANS程序轉換得到的ABAQUS結構模型在結構總質量、自振周期、振型等結果與原PMSAP模型計算的結果均能夠很好地吻合，PA-TRANS程序可用于復雜建筑結構模型的轉換。
4. 采用PA-TRANS程序能夠進行結構倒塌過程模擬，且模擬結果與實際結構的破壞位置、破壞順序與倒塌過程較為接近。
展開 Abaqus 非線性屈曲分析方法 附ABAQUS分析手冊分析卷下載
當然，對于方筒這類實際上是通過顯示方法實現的，更準確的講是動力屈曲分析，所以我們還得判斷動能、塑形耗散等能量參數，才能使結果更加準確。
下載地址：ABAQUS分析手冊分析卷
基于Abaqus的建筑結構隔震分析 附ABAQUS建筑結構分析應用下載
本文通過時程分析的方法，考察隔震結構在大震作用下的性能，結果顯示，在大震作用下，結構的整體響應，無論是位移角還是結構的剪力，與小震結果都有明顯差異，隔震支座對結構性能的改善，主要體現在結構的上部，對結構的中下部則較小，且不再滿足規范中對剪力降低50%的要求。另一方面，非線性的影響會對結構的計算結果起到放大作用，使微小差異的結構方案在大震作用中表現出明顯不同的抗震性能。
下載地址 ：ABAQUS建筑結構分析應用
Abaqus超彈性材料分析 附Abaqus 分析用戶手冊材料卷下載
三、后處理
1、位移云圖
圖8 位移云圖
2、應力云圖
圖9 接觸定義
下載地址：Abaqus 分析用戶手冊材料卷
Abaqus的響應譜分析 附Abaqus頻響分析完整過程下載
在ABAQUS中，響應譜分析是分為兩步完成的，第一步需要設置一個頻率提取分析步，提取結構的前幾階固有頻率；在第二個分析步中設置響應譜分析。
值得注意的是，譜分析的激勵是在step中加載的，不需要在load中進行設置。
下載地址：Abaqus頻響分析完整過程
Abaqus子結構與子模型分析技術 附ABAQUS結構工程分析及實例詳解文檔下載
-通過2個工程案例學習Abaqus中的子結構與子模型分析技術”
子結構與子模型技術在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來降低求解成本。
子結構
子模型
生成矩陣
對稱模型生成、結果傳遞和循環對稱模型
周期介質分析
網格劃分的梁橫截面
擴展有限元方法（XFEM）
適當地利用這些抽象化建模技術可以極大地提高Abaqus的分析效率，本期文章介紹一下子結構和子模型技術。
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子結構
在有限元分析里，子結構也叫超級單元，是由多個單元組成的一個“整體單元”，它在線性分析的基礎上消除了“整體單元”中保留節點以外所有節點的自由度；子結構的系統矩陣（剛度、質量）也被縮聚成較小的矩陣，可以根據需求恢復內部求解。
很多實際工程結構都比較龐大，導致完整結構的有限元模型計算量超出計算機的硬件資源，對于具有線性響應的此類問題，可以使用子結構縮聚的方法，在一般配置的計算機上來求解完整結構的響應。
展開 abaqus有限元分析過程 附ABAQUS有限元分析常見問題解答下載
11.單元分類
1.分類方法：實體單元；殼單元；梁單元；彈簧單元；剛體單元；桁架單元；集中質量單元
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.協調單元和非協調單元
d.傳彎單元和非傳彎單元
e.結構單元和非結構單元
下載地址：ABAQUS有限元分析常見問題解答
