abaqus地層建模的案例
ABAQUS隨機地層土層建模地質分層模型
在ABAQUS有限元軟件中構建地層地質分層幾何模型，對巖土工程分析具有重要研究價值。該模型能精確表征不同地質層的幾何形態、材料屬性及空間分布，為地下結構穩定性評估、地震動力響應模擬及地質災害預測提供可靠數值依據。通過高精度有限元分析，可顯著降低現場試驗成本，優化工程設計參數，提升施工安全性和經濟性。
本案例中的地質分層模型通過CAD隨機粗糙度表面插件參數化隨機生成，如有真實地層的勘測數據，也可通過CAD圖像轉地形插件進行真實地層的三維重建。
通過插件建立多個不同的地層模型后，在CAD內將地層設置到相應的標高，并通過差集等操作建立完整的地質分層模型。
在AutoCAD內將各個地層導出為iges格式文件后，分別以部件的形式導入到ABAQUS內。
進行各地質層材料屬性的設置并完成多個地層的裝配。
進行地質土層有限元模型網格的劃分，根據研究的需要完成后續的模擬。
展開 ANSYS Workbench隨機地層裂隙三維建模
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在ANSYS Workbench內建立三維地層裂隙模型，通過Fluent等工具進行裂隙流模擬是理解復雜地質結構中的流體行為及進行實際應用的重要手段。這里介紹一種在Workbench內建立地層或巖石的隨機裂隙模型方法。
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<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202409/attachment/f941340d350545eea1d94df929fadf0d.png" style="text-align: center">
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展開 ABAQUS在淺基礎地層結構效應中的應用
一、工程背景
某工程場地為上硬下軟巖石雙層地基，上層為細砂巖，厚度5m，下層為較軟弱的砂質泥巖，厚度35m。計算范圍為寬55m，高40m，基礎寬15m，高1m。分析淺基礎的穩定性。計算參數如下表
二、建立模型
幾何模型
2.荷載和邊界
（1）地應力階段
（2）添加基礎上均布力
3.網格劃分
三、計算結果
地應力平衡階段
可以看到，地應力平衡精度滿足要求。
2.添加基礎上均布力階段
（1）應力
應力云圖像瀑布一樣，距離均布力越近，應力越大，最大為4.387MPa。
（2）位移
總位移規律：越靠近基礎受力的地方，位移越大，最大值為1.912mm；隨著距離的增加，位移不斷減小。
水平位移：以混凝土基礎中心線為界，最下層土基左側位移向左，右側位移向右，最大值分別為-0.2616mm和0.2616mm，對稱分布。而在最上層土基上表面位移方向剛好相反。
豎向位移：靠近基礎附近有較大沉降，達到了1.912mm，以基礎為中心，距離基礎距離越遠，沉降越小，直至不受影響。
選取如下path，繪制應力和豎向位移隨著path的變化曲線如下
四、結論
地應力平衡精度滿足要求
添加基礎上均布力階段，應力云圖像瀑布一樣，距離均布力越近，應力越大，最大為4.387MPa。
總位移規律：越靠近基礎受力的地方，位移越大，最大值為1.912mm；隨著距離的增加，位移不斷減小。
水平位移：以混凝土基礎中心線為界，最下層土基左側位移向左，右側位移向右，最大值分別為-0.2616mm和0.2616mm，對稱分布。而在最上層土基上表面位移方向剛好相反。
豎向位移：靠近基礎附近有較大沉降，達到了1.912mm，以基礎為中心，距離基礎距離越遠，沉降越小
展開 基于abaqus溫度法多地層隧道開挖
1、自動地應力平衡方法在多地層模型中的實現方法；
2、溫度法以模擬真實工況下的軟化模量；
3、每次開挖前都進行模量軟化
。
ABAQUS模擬多孔介質流體流動之地層排水固結
ABAQUS有限元軟件 soil模塊可模擬計算多孔介質中流體流動這種滲流應力耦合問題，其是通過將介質視為多相材料并采用有效應力原理來描述其力學行為來對多孔介質進行建模。提供的多孔介質模型考慮介質中兩種流體的存在。一種是“潤濕液體”，它被認為是相對（但不是完全）不可壓縮的。另一種是相對可壓縮的氣體。當介質部分飽和時，兩種流體都存在于一個點上；當完全飽和時，完全充滿潤濕液體。單元體積由一定體積的固體物質、一定量的孔隙和一定體積的潤濕液體構成，如果被壓差驅動則可以自由地通過介質。ABAQUS軟件就是通過將有限元網格附著到固相來模擬多孔介質，流體可以流過這個網格。其中模型的力學機理是基于有效應力原理，不再贅述，其中流體流動默認為為達西滲流。
孔隙流體的滲流行為遵循Darcy定律或Forchheimer定律，Darcy定律一般適用于低滲流流速，是線性關系而Forchheimer定律是非線性定律，主要模擬更高流動速度的情況，Darcy定律可以認為是Forchheimer定律的特例。Darcy定律用于表述為層流條件下通過多孔介質的滲流速度與水力梯度滿足線性關系，在一維條件下有：
為平均滲流速度，Q為流量，A為過水面積，k為滲透系數，H為測壓水頭，z是某指定參考面之上的高度。
模擬示例之地層排水固結
（1）幾何模型：
圖1
（2）模擬材料：
*Material, name=ROCK
*Density
2500,
*Permeability, specific=10000,DEPENDENCIES=1
XXXXXXXXX
*Depvar
3,
*Elastic
2.3e+09, 0.2
*User Defined Field
*Mohr Coulomb
27.,0.
展開 預應力錨栓式陸上風機基礎ABAQUS彈塑性模型建模（包含主要鋼筋建模） ￥179
其中，陸上風機一般采用鋼筋混凝土基礎結合預應力錨栓作為塔筒-基礎間連接件的方式以滿足整體結構承載安全要求，本內容包含該風機基礎在ABAQUS中的建模方法、主要鋼筋的建模方法及混凝土CDP本構等的內容。
在ABAQUS中實現植物根系建模（植物枝干建模）
（來源：《植物根系生長模擬及固土力學效應研究》
可以通過使用python進行編程，在abaqus中建立植物根系模型及枝干模型。
植物根系模型
植物枝干模型
Abaqus車輪軌道建模仿真詳細建模步驟（下篇） ￥30
Abaqus車輪軌道建模仿真詳細建模步驟（下篇）
Abaqus車輪軌道建模仿真詳細建模步驟（上篇） ￥50
Abaqus車輪軌道建模仿真詳細建模步驟（上篇）
Abaqus纖維復合材料蜂窩板落錘沖擊仿真模型
內插0厚度cohesive單元以模擬分層
模擬過程采用puck子程序，有錄制整個建模操作視頻，可贈送復合材料層合板快速建模插件及蜂窩建模插件!
cae ￥20
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Abaqus纖維復合材料蜂窩板落錘沖擊仿真模型!
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內插0厚度cohesive單元以模擬分層
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模擬過程采用puck子程序，有錄制整個建模操作視頻，可贈送復合材料層合板快速建模插件及蜂窩建模插件!
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cae,inp文件及ODB文件，操作視頻(注意：并未含puck子程序，僅作學習參考)
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展開 Abaqus復合材料殼單元建模—姊妹篇1：常規建模step-by-step
采用商業有限元軟件Abaqus進行復合材料結構建模時，一般有兩種建模方法：常規建模方法和Composite layup快速建模方法，主要差異在創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系方面，常規建模方法和一般商業軟件類似，將創建材料、創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系四個步驟分離，通用性較強，尤其是對于包含UMAT/VUMAT子程序開發的復合材料分析模型或者是三維實體單元顯式動力學分析模型，僅支持該類建模方法；Composite layup快速建模方法將創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系三部分內容集成在一起，可一次性完成設置，效率較高。本文先從最基本的常規建模方法講起。
一般對于大尺寸復合材料結構，跨厚度比例大，滿足板殼理論的假設，采用殼單元就能獲得高的求解精度。殼單元計算效率高，結合二維損傷起始判據判據（Hashin, Tsai-W, Maxe, Maxs等）可以預測結構的危險區域和危險程度，另外，Abaqus自身還內嵌了二維Hashin的漸進損傷分析模型，采用Hashin失效判據去判斷損傷起始，損傷起始以后采用基于能量演化的連續退化準則對材料剛度進行退化。
Abaqus中常用的殼單元類型有S4、S4R、S8R等。以下介紹復合材料開孔板殼單元模型的建模步驟。
第1步：繪制幾何
在Part模塊下繪制幾何，幾何類型為3D-Deformable- Shell，草圖如下：
繪制完草圖后，退出草圖，得到開孔板的幾何模型，如下：
第2步：創建材料
與復合材料殼單元對應的是2D材料模型Lamina，將視圖切換至Property模塊，點擊創建材料按鈕，在跳出窗口中選擇Mechanical→Elasticity→Elastic選項，在材料類型下拉框中選擇Lamina，如下圖所示。
展開 
Abaqus復合材料殼單元建模—姊妹篇2：layup快捷建模step-by-step
同時，歡迎參加由復合材料力學公眾平臺與技術鄰共同舉辦的Abaqus復合材料分析培訓班，為期三天，白天上課，晚上練習指導、獨家講義、內容全面細致，由淺入深，理論與實際操作結合，帶你一次掌握Abaqus復合材料分析。
培訓大綱如下：
基礎班
高級班
【獨家講義】
【聯系人】
微信jm19961996，可掃碼添加微信。
ABAQUS織物建模插件 ￥2
這個基于python二次開發的ABAQUS插件可以對織物進行簡單的參數化建模，包括平紋、斜紋編織織物。
該插件的亮點在于可以生成純紗線、純纖維，以及纖維紗線混合模型。相較于用digimat建模體量更小，對比texgen建模更簡單，而且不存在導入問題。
如圖所示為兩種混合模型，紗線分別為實體部件和線部件。
可以自定義的參數包括紗線寬度，紗線高度，紗線間距等等。
該插件還可以自動劃分網格，支持調節網格劃分的精細程度。插件的安裝方法同其他插件類似，將解壓得到的文件復制到ABAQUS的工作目錄abaqus_plugins文件夾中，重新打開abaqus即可在ABAQUS的plug-ins選項中找到該插件。
展開 基于abaqus的三維幾何體建模插件(線條/圓柱/橢球/球體)--Abaqus Geometry
Abaqus Geometry插件
1. Wire Geom模塊
Wire Geom模塊：在長方體內部創建線幾何，可控制線條的長度范圍和兩線條之間的最小距離。
Wire Geom模塊用戶輸入界面如下：
圖1.1 Wire Geom模塊用戶界面
2. Cylinder Geom模塊
Cylinder Geom模塊包括：在長方體內部創建圓柱，可控制圓柱的長度范圍、半徑及圓柱之間的最小距離。
Cylinder Geom模塊生成長方體邊界模型的用戶輸入界面如下：
圖2.1 Cylinder Geom模塊用戶輸入界面
3. Ellipsoid Geom模塊
Ellipsoid Geom模塊：在長方體內部創建橢球，可控制橢球的長短軸和橢球之間的最小距離。
Ellipsoid Geom模塊生成長方體邊界模型的用戶輸入界面如下：
圖3.1 Ellipsoid Geom模塊用戶輸入界面
4. Sphere Geom模塊
Sphere Geom模塊：在長方體內部創建橢球，可控球的半徑和球之間的最小距離。
Sphere Geom模塊生成長方體邊界模型的用戶輸入界面如下：
圖4.1 Sphere Geom模塊用戶輸入界面
5. 模型示例
插件可生成模型類型如下：
圖(a) 線條模型
圖(b) 橢球模型
圖(c) 橢球嵌入模型
圖(d) 橢球切割模型
圖5.1 模型示例
如有需要歡迎通過微信公眾號或者V聯系我們.
公眾號: 320科技工作室
VX: CAE320
展開 abaqus模擬輕型貨物起重機建模分析 ￥19.89
建模
首先建立一個主桁架part，然后經過平移、旋轉后到達合適的位置。重復上述步驟，只是旋轉方向不同，然后由Merge instances選項映射回part，再將新的part中的內部節點相連接，刪掉外部桁架。最后將內、外桁架裝配在一起，就能實現內外桁架分離，方便施加鉸接點連接。最終建成模型如下兩圖所示：
圖 28 裝配體--主桁架
圖 29 裝配體--內桁架
裝配完成后，要分別給內外桁架施加材料屬性、界面，此處要注意梁施加梁的截面方向：外桁架的界面方向按照默認施加即可，內桁架按照如下圖所示添加，保證內鋼架的每根梁朝向相同。最終內桁架梁界面方向施加如下圖：
圖 30 內桁架梁截面方向示意圖
然后要施加約束、載荷。這里要注意的是，兩個桁架結構， 桁架內部支承焊接在方框鋼梁上， 兩個桁架由交叉支承結構銷接在一起，所以內外桁架的鏈接點出使用MPC Link連接，施加效果如下圖：
圖 31 內外桁架鉸接
3.計算結果
起重機在末端收到10KN的集中載荷，最終計算的Mises應力云圖如下：
圖 32 計算結果Mises應力云圖
從應力云圖中可以看到，外桁架的靠近根部的后半部分應力較大，且相較于內桁架有更大的應力。說明外桁架是主要的承載者。
4.總結
本實驗是對起重機桁架的模擬計算，我掌握了簡單桁架結果的建模過程，理解了part與instance的關系。明白了對于梁單元，要施加正確的單元方向，而且桁架之間的連接也是一個重要的關注點。
展開 