abaqus抗震計(jì)算的案例
ABAQUS板式橡膠支座高架橋抗震計(jì)算研究
鄒馳宇
新疆吉鑫公路技術(shù)有限公司
摘 要：常規(guī)抗震計(jì)算方法繪制高架橋反應(yīng)譜時(shí)，各質(zhì)點(diǎn)輸入地震波不一致，導(dǎo)致地震響應(yīng)計(jì)算值與實(shí)測(cè)值偏差較大。針對(duì)這一問(wèn)題，對(duì)板式橡膠支座高架橋抗震計(jì)算方法進(jìn)行研究。根據(jù)高架橋材料特性和幾何形狀，建立有限元模型，采用一致地震輸入方式，輸入最大值地震動(dòng)給模型質(zhì)點(diǎn)，計(jì)算質(zhì)點(diǎn)自振周期內(nèi)的反應(yīng)值，獲取反應(yīng)時(shí)程數(shù)據(jù)、時(shí)程分析反應(yīng)譜曲線，計(jì)算順橋向和橫橋向的地震響應(yīng)，包括墩頂位移、加速度、墩底剪力和墩底彎矩，檢驗(yàn)響應(yīng)值是否滿足抗震要求。選取京滬高速橋梁工程進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，采用三組計(jì)算方法分別在E1地震波作用下，計(jì)算墩頂加速度和位移的地震響應(yīng)，結(jié)果表明:該板式橡膠支座高架橋抗震計(jì)算方法相比常規(guī)方法，降低了最大響應(yīng)、響應(yīng)波動(dòng)、響應(yīng)變化率的計(jì)算偏差，地震響應(yīng)計(jì)算值更貼合實(shí)測(cè)值，充分保證了抗震檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
關(guān)鍵詞：高架橋;板式橡膠支座;抗震計(jì)算;地震響應(yīng);有限元模型;時(shí)程數(shù)據(jù);反應(yīng)譜;
板式橡膠支座高架橋在梁橋中應(yīng)用廣泛，計(jì)算其抗震性能，保證地震中的橋梁安全，具有重要意義。文獻(xiàn)[1]隨機(jī)變化地震強(qiáng)度和時(shí)間，參照地質(zhì)構(gòu)造、地震動(dòng)參數(shù)等因素，對(duì)地震動(dòng)進(jìn)行輸入，結(jié)合橋梁質(zhì)量和剛度的分布形式，數(shù)值模擬橋梁地震反應(yīng)，但該方法橋梁自振的定義周期，與地震動(dòng)周期不相符，導(dǎo)致地震響應(yīng)計(jì)算值偏差較大[1]。文獻(xiàn)[2]根據(jù)橋梁的地震響應(yīng)復(fù)雜程度，將橋梁劃分為規(guī)則和不規(guī)則，規(guī)則橋梁采用一階振型控制，非規(guī)則橋梁則采用時(shí)程分析法，計(jì)算橋梁地震反應(yīng)，反映出響應(yīng)數(shù)值的時(shí)程變化規(guī)律，但該方法未對(duì)橋梁的彈性階段和塑性階段進(jìn)行區(qū)分，地震響應(yīng)計(jì)算偏差同樣較大[2]。針對(duì)這一問(wèn)題，結(jié)合以上理論，提出板式橡膠支座高架橋抗震計(jì)算方法，避免地震作用下，支座高架橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞。
展開(kāi) 核電設(shè)備抗震計(jì)算與應(yīng)力評(píng)定系統(tǒng)
核電廠設(shè)備在設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)中對(duì)其抗震功能性和結(jié)構(gòu)完整性提出了嚴(yán)格的要求，國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范對(duì)核電廠設(shè)備抗震的設(shè)計(jì)原則和方法都提出了明確的規(guī)定，如IEEE-344，GB 50267，以及設(shè)備抗震設(shè)計(jì)相關(guān)的原則性文件。因此，對(duì)核電設(shè)備抗震能力進(jìn)行計(jì)算與評(píng)定非常必要。
核電設(shè)備抗震計(jì)算與應(yīng)力評(píng)定
抗震計(jì)算和評(píng)定涉及到模態(tài)計(jì)算、地震載荷分析（包括靜力法、反應(yīng)譜法）以及載荷組合與應(yīng)力評(píng)定，且針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)類型、不同的規(guī)范限制具有不同的計(jì)算和評(píng)定要求。鑒于核電設(shè)備的復(fù)雜性和多樣性，完全通過(guò)手工理論計(jì)算已經(jīng)不可能，必須借助于有限元分析技術(shù)來(lái)完成對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的計(jì)算和評(píng)定。
核電廠設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)中需要對(duì)成百上千的設(shè)備需要進(jìn)行抗震計(jì)算，且有限元計(jì)算具有其專業(yè)性，即使借助于先進(jìn)的有限元技術(shù)，其工作量也極其巨大，有必要開(kāi)發(fā)專業(yè)的設(shè)備抗震分析與評(píng)定系統(tǒng)，將專業(yè)有限元的有限元模型設(shè)置進(jìn)行封裝，為核電設(shè)備設(shè)計(jì)人員提供方便易用、高質(zhì)高效的抗震計(jì)算與評(píng)定平臺(tái)。
展開(kāi) 海南昌江核電廠一期工程PX 泵房鼓形濾網(wǎng)剛度、強(qiáng)度及抗震計(jì)算
海南昌江核電廠一期工程PX 泵房鼓形濾網(wǎng)剛度、強(qiáng)度及抗震計(jì)算
前期所有核電項(xiàng)目鼓形濾網(wǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，均按合同文件的要求，依據(jù)設(shè)計(jì)公司提供的泵房樓層反應(yīng)譜，通過(guò)經(jīng)國(guó)家核安全局認(rèn)可的抗震計(jì)算單位對(duì)鼓形濾網(wǎng)的整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了抗震計(jì)算，并按計(jì)算結(jié)果對(duì)鼓網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了更為優(yōu)化、合理的設(shè)計(jì)，在此方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在接口文件中提供詳盡的靜態(tài)荷載、不同工況下的地震荷載以及鼓形濾網(wǎng)的抗震計(jì)算報(bào)告，供設(shè)計(jì)公司進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)審查和參考。提供前期其他核電項(xiàng)目鼓形濾網(wǎng)剛度、強(qiáng)度、抗震計(jì)算云圖如下:
A、主軸組件變形云圖
B、鼓網(wǎng)鼓骨架結(jié)構(gòu)組件變形云圖
C、鼓網(wǎng)鼓骨架結(jié)構(gòu)組件應(yīng)力云圖
D、鼓網(wǎng)主軸組件應(yīng)力云圖
展開(kāi) 基于ABAQUS的剪力墻抗震性能模擬
計(jì)算任務(wù)的描述：墻體尺寸為1400mm×160mm×2800mm，兩側(cè)有200mm×160mm×2800mm的后澆暗柱，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為43.1 Mpa，混凝土密度2400kg/m4，混凝土彈性模量為3.15x104 Mpa.泊松比0.2。暗柱設(shè)有4根直徑為16mm的HRB335縱向鋼筋和間距為150mm的直徑為8mm的HPB300型號(hào)的箍筋，墻體橫向和豎向設(shè)間距為200mm，直徑為8mm的HPB300鋼筋。密度7.85g/cm'，鋼筋的彈性模量為2x105MPa，泊松比0.2。
仿真計(jì)算采用的設(shè)備基本情況：
CPU：Inter(R) Core(TM) i3-4005U雙核、內(nèi)存：4GB
計(jì)算模型的處理技術(shù)：水平荷載往復(fù)施加，采用力位移混合控制加載，前五級(jí)為荷載控制加載，分別為50kN、100KN、150kN、200kN、300kN，每級(jí)荷載循環(huán)一次；其后為位移控制加載，其位移大小分別為8mm、16mm、24mm、32mm、40mm、50mm、60mm，其中16mm、24mm、32mm、40mm，共十一次循環(huán)。所有荷載共十六次循環(huán)。
方法計(jì)算的機(jī)時(shí)耗費(fèi)情況：計(jì)算結(jié)果提交后花費(fèi)了一個(gè)多小時(shí)。
仿真計(jì)算的結(jié)果分析：剪力墻下端混凝土兩側(cè)發(fā)生膨脹變形，鋼筋屈服，混凝土出現(xiàn)裂縫，且主要出現(xiàn)在墻角兩側(cè)，隨著加載的位移增大，混凝土的裂縫逐漸發(fā)展到上端，最后墻角混凝土發(fā)生損壞。
展開(kāi) 
基于ABAQUS的空間RC梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能分析
原型結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算由PKPM V3.1設(shè)計(jì)軟件完成，模型設(shè)計(jì)過(guò)程滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)與《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)相關(guān)要求。框架柱截面尺寸均取550mm×550mm，框架梁截面尺寸均取500mm×300mm，樓板厚度均取135mm。樓面恒載取5.0kN/m2，活載取2.0 kN/m2；屋面恒載取7.0 kN/m2，活載取0.5 kN/m2；梁上線荷載取16.0 kN/m。計(jì)算時(shí)所有構(gòu)件均采用C30級(jí)混凝土，梁、板、柱受力縱筋均采用HRB400級(jí)鋼筋，梁、柱箍筋均采用HPB300級(jí)鋼筋。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度取7度(0.15g)，地震分組為第一組，場(chǎng)地類別為II類，框架抗震等級(jí)為三級(jí)。原型結(jié)構(gòu)梁與柱配筋結(jié)果見(jiàn)表1。
圖1 節(jié)點(diǎn)取型和節(jié)點(diǎn)樣式
考慮到后期試驗(yàn)場(chǎng)地與試驗(yàn)儀器的限制，模擬時(shí)按試驗(yàn)設(shè)計(jì)試件，將原型梁-柱子結(jié)構(gòu)進(jìn)行2/3縮尺，得到試驗(yàn)試件尺寸，試件配筋按照等配筋率進(jìn)行縮尺設(shè)計(jì)。本試驗(yàn)各試件柱截面尺寸均為350mm×350mm，梁截面尺寸均為350mm×200mm，其中裝配整體式構(gòu)件預(yù)制梁截面為300mm×200mm，梁現(xiàn)澆層高80mm。模擬試件梁、柱配筋結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 原型和縮尺后節(jié)點(diǎn)配筋
圖2 模擬節(jié)點(diǎn)試件尺寸
本次模擬采用共設(shè)計(jì)三種類型節(jié)點(diǎn)：平面節(jié)點(diǎn)PM(梁縱筋取14mm、16mm、18mm、20mm、22mm）直徑)、空間節(jié)點(diǎn)KJ(梁縱筋取14mm、16mm、18mm、20mm、22mm）、空間帶樓板節(jié)點(diǎn)KJS(梁縱筋取14mm、16mm、18mm、20mm、22mm）總共15個(gè)節(jié)點(diǎn)，以研究不同梁柱抗彎剛度比下的三種節(jié)點(diǎn)抗震性能。
展開(kāi) 有償求ABAQUS建立橋梁有限元模型進(jìn)行抗震分析的教程視頻
有償求ABAQUS建立橋梁有限元模型進(jìn)行抗震分析的教程視頻
ABAQUS 在計(jì)算到step3后計(jì)算中斷，變形過(guò)大
我在原本可以計(jì)算的模型的基礎(chǔ)上修改的，只是刪了幾個(gè)樓板與梁連接的栓釘
Mesh Free-眼鏡剛強(qiáng)度校核計(jì)算，附Abaqus計(jì)算結(jié)果對(duì)比
采用Mesh Free對(duì)某品牌眼鏡整體剛度、強(qiáng)度進(jìn)行校核，如下圖所示，Mesh Free支持在不用做幾何清理的前提下進(jìn)行計(jì)算分析，導(dǎo)入模型部件可以包含細(xì)節(jié)特征，比如螺釘上的倒角。
眼鏡定義了5種線彈性材料：鏡架主體采用鈦合金；眼鏡片采用樹(shù)脂；螺釘?shù)冗B接件采用鋼；鼻托和鏡片扎線采用兩種不同的尼龍材料。
眼鏡腿一只固定，另一只向上掰，加力1N，模擬分析此種工況下眼鏡整體結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度。
Mesh Free所有接觸面定義為完全剛性連接，Abaqus作同樣處理，不考慮非線性因素，對(duì)比二者的線性計(jì)算結(jié)果。
Mesh Free給出的眼鏡最大變形為23.92mm，Abaqus的結(jié)果為23.46mm。
Mesh Free給出的眼鏡最大應(yīng)力為303.4MPa，Abaqus的結(jié)果為308.3MPa。
談?wù)凪esh Free使用感受：
雖然我常用ABQ，但是不得不說(shuō)，對(duì)于包含細(xì)節(jié)幾何特征的復(fù)雜裝配結(jié)構(gòu)建模分析，Mesh Free真的要比Abaqus高效的多。
據(jù)我了解Mesh Free的非線性也在大力的開(kāi)發(fā)之中，目前已經(jīng)支持經(jīng)典塑性材料非線性、邊界條件非線性也可以設(shè)置滑動(dòng)和一般的摩擦接觸。
對(duì)不熟悉常規(guī)有限元操作的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，不用幾何清理、不用劃網(wǎng)格是極好的體驗(yàn)。
關(guān)鍵是Mesh Free的結(jié)果也確實(shí)很準(zhǔn)，目前的CAE無(wú)非是追求更準(zhǔn)的基礎(chǔ)上算的更快，這兩點(diǎn)Mesh Free無(wú)疑是滿足的。
Mesh Free
Abaqus
展開(kāi) ABAQUS混凝土損傷塑性模型-C30EXCEL計(jì)算表格（含計(jì)算結(jié)果） ￥3.7
計(jì)算表格（如下）中標(biāo)黃部分的參數(shù)可自行設(shè)定后，EXCEL程序會(huì)自動(dòng)計(jì)算“抗拉強(qiáng)度、非彈性應(yīng)變、受拉損傷因子”。
ABAQUS混凝土損傷塑性模型-C30EXCEL計(jì)算表格（含計(jì)算結(jié)果）
這是根據(jù)GB50010-2010中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的混凝土本構(gòu)模型，結(jié)合文獻(xiàn)所述的損傷因子定義，編制的計(jì)算C30混凝土非彈性應(yīng)變和損傷因子的EXCEL表格。也是邊學(xué)變做，希望能和大家多交流。
C30砼本構(gòu)（損傷塑性模型）.rar
ABAQUS混凝土損傷塑性損傷因子計(jì)算依據(jù).rar
隨機(jī)振動(dòng)分析-abaqus（附一個(gè)電池包計(jì)算案例） ￥20
四、如何將時(shí)域隨機(jī)振動(dòng)曲線轉(zhuǎn)換得到功率譜密度曲線
五、 隨機(jī)振動(dòng)分析理論
附.常見(jiàn)功率譜密度曲線給出形式
附.以dB/oct形式給出的功率譜密度曲線如何計(jì)算
附.國(guó)標(biāo)中定義的PSD譜總均方根加速度值是如何計(jì)算的？
六. 隨機(jī)振動(dòng)分析案例-abaqus
第一步：計(jì)算結(jié)構(gòu)模態(tài)，輸出位移和應(yīng)力。
第二步：隨機(jī)振動(dòng)分析
2.1 定義輸出頻率上下限和模態(tài)阻尼
2.2 定義PSD載荷及加載
2.3 定義輸出
2.4 隨機(jī)振動(dòng)計(jì)算頭文件設(shè)置
2.5 隨機(jī)振動(dòng)分析結(jié)果
2.6 隨機(jī)振動(dòng)σ應(yīng)力結(jié)果評(píng)價(jià)
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(lái)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。
下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例
展開(kāi) Abaqus仿真計(jì)算中的單元選擇
目前第一、二期直播已結(jié)束（聯(lián)系文末客服看回放），第三期直播<Abaqus仿真計(jì)算中的單元選擇>，已經(jīng)開(kāi)啟報(bào)名，歡迎參加~
”
對(duì)于有限元分析的網(wǎng)格模型，不僅需要較高的網(wǎng)格質(zhì)量，還需要擁有合適的單元類型。ABAQUS為用戶提供了豐富的單元庫(kù)，幾乎可以模擬實(shí)際工程中任意幾何形狀的有限元模型，在對(duì)一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析時(shí)，可以根據(jù)情況選擇使用。
如何才能選取出適合于分析的單元類型呢？
本次分享首先介紹ABAQUS中對(duì)于單元的分類，每種單元特定的使用范圍，各種單元類型的節(jié)點(diǎn)數(shù)目、單元形狀、插值函數(shù)階次以及單元構(gòu)造的方式。
展開(kāi) Abaqus計(jì)算內(nèi)存的問(wèn)題：aba_sint_cap
因此，查閱了網(wǎng)絡(luò)上相關(guān)帖子和幫助文檔，加上親身經(jīng)歷，整理如下：
方法一：可以直接在abaqus_v6.env中設(shè)置memory='80%'或其他方式，詳見(jiàn)幫助文檔
方法二：可通過(guò)高級(jí)系統(tǒng)設(shè)置--->環(huán)境變量--->變量名：ABA_SINT_CAP 值：16384
（說(shuō)明：16384這個(gè)值可以更大，但似乎沒(méi)有意義！）
基于上述方法設(shè)置了足夠大的內(nèi)存后，但仍然出現(xiàn)該錯(cuò)誤。具體原因：
Abaqus中每8GB的物理內(nèi)存，使用的內(nèi)存將不會(huì)超過(guò)2GB
在滿足上述條件的基礎(chǔ)上，最多使用內(nèi)存限制為16GB。
遇到這個(gè)問(wèn)題后，建議重新調(diào)整模型，減小inp文件的體量。目前尚未找到特別好的方法！
展開(kāi) 自動(dòng)調(diào)用abaqus 進(jìn)行計(jì)算的插件 ￥30
在使用abaqus進(jìn)行仿真過(guò)程中，如果是通過(guò)別的軟件進(jìn)行前處理導(dǎo)出得到inp，常常使用的方法是新建一個(gè)bat 文件，在文件中輸入
call abaqus job=XXX
XXX是inp的名字，那么問(wèn)題來(lái)了，在調(diào)試過(guò)程中每次都得輸入inp的名字，如果在調(diào)試過(guò)程中，在一個(gè)文件夾下可能出現(xiàn)多個(gè)inp，每次修改起來(lái)依然不夠方便。因而，筆者編寫(xiě)一個(gè)插件，每次能自動(dòng)調(diào)用該文件夾下最新的inp 文件計(jì)算。
使用者每次在文件夾中右鍵，即可彈出該按鈕，單擊該按鈕即可自動(dòng)調(diào)用，如下圖所示
使用方法：
解壓附錄文件，將
附錄：
如何在windows 添加右鍵
https://jingyan.baidu.com/article/3065b3b6455d6dbecff8a4b2.html
展開(kāi) 