abaqus孔隙壓力的案例
DrillWorks——地層孔隙壓力和破裂壓力預測和分析工具
無論是鉆井工程師、 地球物理學家、地質師、巖石物理學家，都能夠有效地使用DrillWorks/PREDICT來預測世界各地的孔隙和破裂壓力變化曲線。軟件可以使用多種 數據，包括各種格式的測井數據、地震資料和MWD數據。這套軟件并不依賴于單一的孔隙壓力模型和方法，而是兼容并蓄地含蓋了眾多的模型和方法，用戶可以對 癥下藥，有選擇地使用模型來預測特定地質條件下的地層壓力。
DrillWorks/PREDICT是一套由用戶主導的軟件系統，它可以使用戶容易地、迅速地確定已鉆井和未鉆井的上覆巖層壓力梯度、孔隙壓力梯度和破 裂壓力梯度。用戶可以對多個計劃井和任意多個鄰井的數據進行觀察、處理、分析。在鉆井施工過程中，PREDICT使現場決策和儲存地質資料都變得得心應 手。軟件配備的“用戶定義方法”及“用戶定義程序”極大地擴展了這套系統的功能，使之得以處理井壁穩定和巖石力學的分析，而這些方面的分析因為斜井、大位 移井的出現，變得越來越重要。
展開 【分析示例】電池正極制備過程（壓延）中的壓力和孔隙率計算
孔隙率和壓力是這一工藝的指標。在本案例研究中，我們介紹了假設壓延工藝形成固體顆粒（粉末）的模擬。VSOP-PS是J-OCTA的模擬器之一，它使用離散元法（DEM, Discrete Element Method）計算薄膜形成過程中的壓力和孔隙率，同時考慮到固體顆粒之間的接觸。在材料模型中，根據之前的研究，使用了6種活性材料和1種粘合劑表征不同直徑的顆粒。壓縮計算通過在封閉區域填充顆粒，然后降低上壁來實現。從計算區域的體積中減去顆粒的體積即可得到孔隙率。與之前的研究一樣，壓力和孔隙率之間的關系是通過壓縮到最大壓力，然后向上拉伸上壁得到的。
圖1. 使用J-OCTA的RVE模型構建的初始顆粒結構
二、結果
圖2顯示了拉伸過程中上壁所受壓力與孔隙率之間的關系。VSOP-PS 的結果（藍色圓圈）與前人的實驗和計算結果接近。
本文介紹了使用VSOP-PS對固體和粉末材料的接觸（摩擦）進行離散元法計算，如果您感興趣，請聯系我們。
圖2. 在拉伸過程中上壁壓力和孔隙率之間的關系
（轉載自：J-Octa官網）
（文章來源：轉載自J-Octa官網）
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展開 cohesive單元模擬二維水力壓裂，運行了100多步報錯，為什么角落會出現孔隙壓力負值？
儲層物性參數：彈性模量30GPa，泊松比0.25，流體比重980N/m^3，滲透系數1e-7m/s，孔隙比0.1。cohesive單元參數：彈性類型為面作用力，彈性模量30GPa，損傷準則采用最大正應力準則，抗拉強度為6MPa，抗壓和抗剪切強度為100MPa，損傷演化類型為位移，破壞位移為0.001mm，損傷穩定粘性系數為1e-5，液體泄漏頂部系數和底部系數為1e-14m/Pas，間隙流類型為Newtonian，粘性0.1Pas。指派單元類型中cohesive單元粘性及厚度為0.01。水平井段長40，角度為北偏西20°，水平井段均勻分布8段長度為0.4的直線段作為射孔和注入點位置，在模型關鍵字里定義為initial gap初始損傷單元作為起始裂縫。采用超靜水壓力系統，初始地層孔隙壓力為0。實體單元basement應力場為S11=-10e6,S22=-5e6,S12=S33=0。注入點載荷為-0.01m^2/s，有幅值緩沖。注入時間步長為10s。
模型運行了136步3秒不到出現不收斂：Time increment required is less than the minimum specified。右上角出現了孔隙壓力負值，查看了邊界條件，設置了四邊位移自由度為0，孔隙壓力也為0。將應力場改為S11=-10e6,S22=0,S12=S33=0，重新運行，模型運行到200多步四秒不到依然報錯。將注入載荷縮小成-0.001，這次可以運行成功，但裂縫寬度也縮小很多。
展開 算例、視頻--分步填埋(超孔隙水壓力消散)<轉自igeo.cn>
工況：
在弱土地基上分五步填五層土，每填一層土后，弱土中孔隙水壓力就會增大
但過段時間由于超孔隙水壓力的消散，土中水壓力會減小。
具體見視頻和說明文檔中。
第一部分
桌面[1].part01.rar
桌面[1].part02.rar
ABAQUS纖維骨料ITZ孔隙細觀混凝土模型
本案例介紹在ABAQUS內建立包含骨料、界面過渡區、纖維、孔隙在內的多相材料二維纖維混凝土細觀模型。
采用CAD纖維混凝土2D插件在AutoCAD內建立二維纖維混凝土模型，纖維混凝土模型的不同組分已分圖層進行繪制，需要對不同圖層內容分別另存為dxf文件。
在Abaqus內將建立的模型文件以草圖的形式分別導入，這里只展示骨料草圖內容。
通過草圖建立二維部件模型，這里展示的是纖維部件。
其中界面過渡區部件需要將直接導入的過渡區與骨料進行一次切割幾何完成。
將各個部件裝配為整體，將模型中的孔隙部分進行挖除。
可對模型中的不同部分分別設置材料。
展開 Abaqus隨機骨料過渡區孔隙三維網格插件：Random Agg ITZ Pore 3D (Mesh) ￥998
當設置為負數時，可實現骨料及孔隙穿過試件外表面的效果。
Time：超時停止，單位秒。模型采用隨機投放算法，達到設定的時間后停止投放，并生成模型。此參數若設置過小可能會達不到設定的比例，應根據骨料及孔隙比例適當調整。
模擬案例
ABAQUS混凝土細觀模型受壓破壞結果展示。
適用版本
插件可運行在Windows10、11系統上，支持Abaqus 6.14~2023版本。
說明提醒
插件需要注冊，注冊完成后永久可用，售價為單機許可的價格，購買后請聯系QQ：1135122921或微信：AbyssFish_LJR獲取許可證。
ABAQUS 內壓力破壞
ABAQUS 內壓力破壞
基于ABAQUS壓力容器結構強度分析 ￥5
近期的計劃就是做一些結構仿真的案例供大家學習，本案例主要是在ABAQUS中完成整個壓力容器結構強度仿真分析，通過本案例的學習幾乎可具備使用ABAQUS分析一般的工程應用。下一個案例就是同樣對該壓力容器進行結構強度分析，采用的軟件是Hyperworks+ABAQUS，前處理是在Hyperworks中完成，求解計算在ABAQUS中完成。
掃略網格，旋轉360度，結果：
詳細過程見附件。
Abaqus/WCM纖維纏繞壓力容器建模案例
Abaqus /WCM模塊用于三維纏繞復合材料壓力容器建模，可以準確預測纖維纏繞壓力容器的性能。三維壓力容器模型包括：內襯和纏繞層，如下圖所示。
1.內襯建模，可以通過其它軟件導入，也可以直接在Abaqus中建模。下圖是通過Abaqus直接建模。
2.將內襯導入WCM中
3.纏繞層在WCM中建模
4.在WCM模塊中對三維模型劃分網格，并生成材料特征。
上圖為模型的材料屬性顯示圖，WCM模塊自動根據不同的纏繞角度，給單元賦予不同的材料特征。
來源：有限元在線的博客，版權歸作者所有。
展開 ABAQUS圓弧面施加正弦分布壓力荷載
工程模擬當中有時需要在圓弧面上施加正弦分布的壓力，比如襯砌表面的壓力如圖：
1、創建解析場（Tools -> Analytical Field -> Create）
2、在彈出的對話框中對要創建的解析場進行命名，并選擇解析場的類型（Expression Field）
3、點擊Continue后，彈出如下對話框，點擊紅色框內按鈕，創建參考坐標系
4、坐標系創建對話框中，完成參考坐標系的命名，并選擇新建參考坐標系的類型（Cylindrical）
5、以模型的內圓弧面的圓心為原點，創建柱面坐標系，坐標系的方向（R -> 徑向，T -> 環向，Z -> 軸向）
6、坐標系創建完畢后返回，解析場定義對話框，點擊紅色圓圈的選擇按鈕
7、選擇已創建的圓柱坐標系
9、返回解析場定義對話窗口后，根據位置關系，在框內定義壓力場分布的解析表達式。（注意環向角度Th 的單位為弧度） 該圓弧面的的度為pi*2/3，相對于環向起點旋轉了pi/2，所以其表達式為 cos ( ( Th - pi / 2 ) / 2 * 3 )。
10.解析場定義完畢后，在荷載定義中選擇鋼材定義的解析場作為壓力分布形式。填寫荷載量值并正確選擇其作用的圓弧面。
至此完成圓弧面正弦分布壓力荷載的施加
展開 ABAQUS三維多孔結構建模及軸壓力學模擬
多孔結構由孔隙及固相所組成，在建筑結構、生物醫學等領域應用廣泛，多孔材料的力學性能對其應用場景至關重要。本案例采用CAD隨機球體插件專業版建立三維多孔結構圓柱體模型，并將模型導入到ABAQUS內進行力學模擬，分析多孔材料在軸向壓力作用下的破壞特征。
首先采用CAD隨機球體插件專業版V1.3在AutoCAD內建立多孔結構三維模型，插件可設置孔隙是否穿過模型的邊界，本案例以孔隙完全位于模型內部為例。
將多孔結構模型導出為iges格式文件后導入到ABAQUS內，這里采用EasyCDP插件建立混凝土損傷塑性模型為多孔結構指定C30強度的混凝土材料，用于模擬泡沫混凝土試件。
將試件下側固定，上側指定Z軸方向的位移，模擬混凝土試件軸心受壓的力學場景。
進行網格劃分，選擇四面體單元。
提交作業查看泡沫混凝土模型的破壞情況。
展開 
專業論文 | 土壓力作用下的隧道受力ABAQUS建模分析
設置初始應力
8.劃分網格
9.提交任務
有限元計算結果
位移分析
2.應力分析
結 論
在土壓力的作用下，隧道受到了土體重力的作用發生了變形，其中隧道下沉，并伴隨壓縮變形。
文章來源：有限元分析軟件
土壓力作用下的隧道受力ABAQUS建模分析
結果分析
(1) 位移分析
(2) 應力分析
結論：在土壓力的作用下，隧道收到了土體重力的作用發生了變形，其中隧道下沉，并伴隨壓縮變形。
耗時：20分鐘左右
仿真設備
ABAQUS經典案例之斷裂-XFEM壓力容器裂紋擴展（附CAE文件） ￥10
圖1模型
今天，跟大家分享的是壓力容器在內壓作用下的裂紋擴展過程，使用的是XFEM方法，模型如圖1所示。下面詳解每個步驟的設置。
目標：學會XFEM方法的設置及應用。
幾何模型：本案例由兩個部分組成，一個是壓力容器部分，采用導入網格inp形成，另一部分為一個面，作為crack，后續設置XFEM裂紋使用。
材料：定義了線彈性材料steel，彈性模量210000，泊松比0.3。在線彈性基礎上增加最大應力損傷準則及損傷演化準則，如圖2所示，建立Homogeneous solid屬性并賦予給壓力容器part。
圖2材料屬性
分析步設置：創建general static分析步，打開大變形，將增量步長改為0.05，最小增量步長1e-12，最大增量步數改為100，并修改最大迭代次數IA為20，場變量勾選STATUSXFEM選項。
圖3 分析步設置
相互作用設置：在Interaction模塊，建立默認的無摩擦接觸屬性，Special》creat裂紋，Type選擇XFEM方法，如圖4所示，指定接觸屬性。
圖4 裂紋XFEM設置
載荷及邊界條件：壓力容器底面完全約束，容器內壁面施加均布壓力pressure，大小210MPa。
圖5 邊界條件
網格劃分模塊：選用C3D8R單元，建立job，提交分析。求解后，圖6是模型的應力分布云圖！本例由于施加的載荷很大，載荷未施加完，容器已經發生裂紋擴展，導致只能算到0.113就Abort，也就是內壓在23.1MPa時發生擴展。
圖6 應力分布云圖
展開 Abaqus應力線性化-ASME Sec VIII Div 2_壓力容器分析設計
關于壓力容器分析設計的討論大多是基于ANSYS的應力線性化，而這方面Abaqus的公開資料不多，其實Abaqus早期版本就提供了在CAE界面下進行應力線性化的操作，為方便初學者使用Abaqus進行壓力容器分析設計，這篇文章介紹一下Abaqus應力線性化。
01. 壓力容器分析設計規范
目前最成熟、使用最多的壓力容器規范是由美國機械工程師協會（ASME）的鍋爐及壓力容器委員會（BPVC）制定的，我國的壓力容器相關規范有GB150、JB4732、JB4734等。
壓力容器的分析設計有別于傳統設計，主要是指通過有限元計算來校核壓力容器的設計方法，在ASME的壓力容器規范中是ASME Sec VIII Div 2的部分，相當于我國的JB4732。
分析設計的重要環節是應力線性化，為什么要進行應力線性化呢？其實主要是因為壓力容器的不同類型的故障（失效）模式是由不同類型的應力引起的，所以ASME的研究人員將它們進行了應力分類。
壓力容器的各種失效模式
ASME壓力容器規范的應力分類
如上圖所示，這些應力的類別大致分為三類：一次應力、二次應力和峰值應力，它們分別對應不同的故障模式。
一次應力與總塑性變形（gross plastic deformation）有關；
二次應力（在一次應力的基礎上）與增量塑性坍塌（incremental plastic collapse）有關；
峰值應力（在一次與二次應力的基礎上）與疲勞失效（fatigue failure）有關。
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