拱壩分析模型的案例
基于數字化拱壩安全性分析
使用設備：計算機附帶20個CPU
方法：理論計算設計尺寸→Rhino 6 參數化建模→c40混凝土實驗與有限元計算對比→Abaqus有限元數值模擬→分析有限元計算結果
耗費時間：一個月
基于數字化拱壩安全性分析
摘 要
拱壩是一種典型的水工結構，目前我國水工結構建設處于快速發展階段，不僅在國內有較多的建設項目，而且一帶一路基建項目中也有不少建設項目。拱壩的設計與建設受到水文地質環境的影響，因此拱壩的尺寸、材料和選址等問題制約了拱壩的設計與建設，并且對其服役的安全性也有很大的影響。
本文采用參數化方法設計了一座高220m，壩頂橫跨470m，壩底穩固在200m的河床之上的雙曲率拱壩幾何模型，同時將泄洪口和“V”字形地形參數化，協助雙曲拱壩的形態設計。參考理論數學解析方法，計算拱壩分析模型在豎向自重狀態下和靜水壓力作用下壩體的典型位置應力值，同時采用有限元分析方法計算壩體上典型位置應力值與理論解析值進行對比，兩者結果相差5.9%，證明了選取的理論分析方法與有限元數值分析的合理性，為拱壩在復雜荷載工況下的安全性分析奠定了基礎。
拱壩在多荷載工況下安全性分析主要有以下內容：分析水壓力作用下的拱壩的應力分布，具體有：靜水壓力作用下的模型豎向切片、橫向切片和整體模型的應力，依據應力判斷其安全性；分析在正常蓄水位時水面產生波浪荷載對拱壩安全性影響；依據我國現行抗震設計規范，分析多遇地震和罕遇地震水平方向設計反應譜作用下的動力響應對其安全性影響；最后進行多遇地震和罕遇地震的動力時程分析響應，評估拱壩的安全性。采用流固耦合計算方法，分析拱壩在泄洪狀態下的安全性。
展開 『原創』[好題分析]用Ansys－APDL建立拱壩計算模型例題詳解
某砌石拱壩位于U型河谷中，壩高55.5m，為單曲等厚拱壩，頂寬5m，底寬16m，壩頂弧長115.65m，弧高比2.1。
拱壩-地基-庫水有限元模型
主要是在搞模型，現在算是能達到基本要求了，還有待完善。初步建立了考慮真實場地的拱壩-地基-庫水的有限元計算模型。目前的模型橫河向尺寸為3.5E3m，即大約3.5公里，順河向尺寸為3.3E+03m，即大約3.3公里，豎直向最大尺寸為1.9E+03m，即大約為2公里，后續尺寸會調整。拱壩和庫水采用六面體單元離散，中性軸算法；地基采用四面體單元離散。其中地基的單元總數為6591120個，節點總數為1170946個；拱壩的單元總數為108540個，節點總數為119938個；庫水單元總數為331464個，節點總數為348309個?？傆嫻濣c數目1639193個，自由度總數為4917579，下面是一些圖片。
拱壩-地基-庫水整體有限元模型
地基-有限元模型
庫水有限元模型
拱壩有限元模型
總結：后續會繼續完善模型，主要是介質交界面的處理，最好能做到交界面的網格共節點，這樣就不用定義額外的約束，模型更容易收斂。還準備考慮并行計算等等。如有同行或者有興趣的朋友，可以私信聯系交流，獨學而無友，則孤陋而寡聞，期待與同行交流。
展開 『分享』拱壩地震動隨機響應分析
將河谷地震動隨機場半解析展開為正交函數隨機過程及采用簡化的地基模型應用振
型分解法可直接求得拱壩地基庫水系統的各種隨機響應及功率譜密度本文方法不僅考慮
地震動的空間隨機性山體放大作用及行波效應而且考慮非比例阻尼的拱壩振型之間的相關
性地震動隨機場只須分解一次計算過程簡單是大型拱壩結構隨機分析的一種有效方法
拱壩地震動隨機響應分析.pdf
帖一個某混凝土拱壩工程施工期及運行期溫度場仿真分析數據流
帖一個某混凝土拱壩工程施工期及運行期溫度場仿真分析數據流，供大家參考。
附件中有兩個文件：CA1*為計算數據流，DAQI.FUC為大氣年變化的周期函數.
計算簡介:
1.施工期共分37層,每層1.5米
2.施工期及壩體建成后一個月的時間步長按天考慮,隨后32個月時間步長按月計.
3.計算中多年平均氣溫作為巖體初始溫度場,各層砼澆筑溫度作為其激活時的初始溫度;
4.巖體邊界按絕熱邊界條件(第一類邊界條件);大氣與壩面按對流邊界條件（第一類邊界條件）施加;按分段線性插值函數計水化熱。
附件地址：http://download.caenet.cn/ShowInfoDetail.aspx?ID=9334
展開 Moldex3D模流分析材料性質與模型之熱固材料黏度模型(化學流變模型)
熱固材料黏度模型(化學流變模型) (Viscosity Model for Thermosets - (Chemorheology Model))
以下數據僅可使用于Moldex3D-RIM。不使用此模塊的用戶可以跳過此部份。
當鏈結作用發生時，熱固性材料的分子量會越來越大。因此，黏度也會相對的增加。當我們加熱一個熱固性材料時可以觀察到一個典型的U型曲線。剛開始時會因為熱固性材料本身的熱膨脹而使黏度下降，到達低限值之后，黏度會因為分子網狀結構的建立而迅速的劇烈上升。RIM分析主要采用以下的模型：
熱塑性材料的特性
牛頓流體
此模型是假設黏度為一常數，而完全不考慮鏈結作用產生的黏度變化。通常此模型是當用戶需要快速分析網格模型時才建議使用。
Castro Macosko 模型
此模型假設黏度只和溫度及熟化程度兩者有關。
黏度和熟化程度的關系可以用三個參數來描述。與膠化點有關，當反應到達該點時，材料的黏度會劇烈的上升，與溫度的相關性則是呈指數型，但跟剪應變速率無關。
Power-law Castro Macosko 模型
此模型是 Castro Macosko模型的延伸，與有power-law(冪指數)形式剪應變速率的關系。
其中n 是由熟化程度(參數c0~c2)控制的冪指數；a0~a2 是考慮熟化對粘度影響的擬合參數；b0~b2 則是在熟化影響上再加上溫度影響的擬合參數。
展開 CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性
對同一個模型來講，通常，拉格朗日建模方式計算更加準確，計算效率更高，因為所有的幾何體都采用拉格朗日單元類型，而CEL建模方式的計算更加耗時，且產生的文件更大，一個直接的原因是流體或大變形幾何體是歐拉體模型，采用歐拉單元建模，而歐拉單元的數量要明顯多于相應的拉格朗日模型的單元數量。
但是，如果模型要經歷極大變形，那么這兩種建模方式的優劣就要好好評價一下了。在大變形分析中，拉格朗日模型容易發生網格畸變，網格畸變區的計算結果準確性將會大打折扣，產生不可信的結果甚至計算中斷得不到結果；而CEL模型在犧牲一定的幾何模型精度和結果準確性的前提下，計算會非常穩定，網格不會發生畸變，相較于拉格朗日的網格畸變區反而會得到更加合理的計算結果。所以，在選擇建模分析方式時，尤其是大變形分析，兩種方法孰優孰劣，需要結合一定的經驗和以往案例，選擇折中處理或者兩種都用以綜合衡量。
本篇案例是一個鉚接案例，如下面的示意圖所示。 ? 具體的模型長下面這樣：左邊是中央截面圖，右面是實物圖，上下兩部分是沖模，張揚帶孔圓盤是固定模板，上下兩部分沖模同時施力以使鉚釘達到最終的變形。 ? 這個過程很明顯是一個極限大變形過程，我們可能關心這個過程中的三個問題：
1、 鉚釘在成型過程中的變形是否適當？
2、 成型后，鉚釘是否有足夠的力量保持材料的連接？
3、 成型過程工具的壓力是否足夠？
那么這三個關心的問題我們可以考察分析鉚釘的變形位移、成型后的等效塑性變形和成型過程中的沖模受力等變量，去評估我們關心的問題從而做出一些結論或改進。 本案例不再進行step by step的演示，各位小伙伴可以自行練習。下面來具體看一下分析模型和相關結果。 ?
左邊是拉格朗日建模，右邊是CEL建模。兩種建模方式中，接觸全部采用無摩擦通用接觸。
展開 Moldex3D模流分析模型之Shell 薄殼模型
對稱點 (Symmetric Node)：與線定義流道屬性中的對稱元素不同，對稱點在完全對稱模型的情況下，將其下游的分支與對稱條件相乘。
熱流道控制閥 (Valve Gate Node)：對于閥式澆口的控制模擬，將此節點放置在熱流道系統的末端，連接到澆口或塑件。指定閥式澆口控制ID后，可在加工精靈中啟動閥式澆口控制的設置，否則所有熱流道系統將在整個充填和保壓階段保持開啟。
?修改厚度 (Modify Thickness)
Shell模型仿真的優點之一是可以快速變更肉厚，因為幾何厚度成為表面網格元素的特性數據。單擊修改厚度(Model Thickness)，選擇表面網格并設定厚度，按Enter即可確認厚度。如果所有選定的表面網格都相同厚度，請選擇均勻并指定厚度值。如果需要非均勻厚度(Non-Uniform)設定，則先在目標元素上選擇幾個點，指定每個點的厚度值，單擊確定(OK)，Moldex3D將自動計算修改其他元素的厚度值。
?流道 & 冷卻系統 (Runner & Cooling System)
模型頁簽內的流道系統的工作和精靈的功能，除了一些功能有限制，其余與Solid模型是相同的。也可以匯入幾何或是使用工具頁簽內的工具，并設定屬性及相關特性來創建流道和冷卻系統組件。
?最終檢查 (Final Check)
完成所有前處理的工作后，在設定分析計算之前，單擊最終檢查(Final Check)，以確認模型是否已符合可進行模擬需求。如果最終檢查結果為成功，則模型將被鎖定，不能再修改。另一方面，將啟動主頁頁簽中的其他功能，如設置材料、成型條件和分析順序。
展開 Moldex3D模流分析模型之特殊制程模型
特殊制程模型 (Special Molding Model)
?噴嘴塑料區精靈 (Nozzle Zone)
噴嘴塑料區精靈讓3D料管壓縮模擬的噴嘴建模變的快速方便。點擊 噴嘴塑料區 (Nozzle Zone) 來開啟精靈接口，并選擇流道系統(流道屬性對象)的起點來設置噴嘴的位置。再選擇噴嘴的前端跟主體的類型后，點擊確定來生成噴嘴模型。對于已產生的噴嘴對象，可以編輯其屬性來改變尺寸。
一個適合用作3D料管仿真的噴嘴模型，其噴嘴塑料區域部件必須全部共線且尺寸相互連續，同時噴嘴必須連接到流道切面的正中心且尺寸要比較小。噴嘴塑料區域中，唯一能夠時中空的只有之后要貼上移動面BC的末端，而此BC會在生成網格時會自動貼上。
注：只支持BLM下的六面體為主流道網格及Solid Cool模座
注：模座的邊界在模座精靈生成時會自動設在流道與噴嘴的交界處
?建立壓縮區 (Create Compression Zone)
此功能協助在CM與ICM模型中設置壓縮區，定義出在成型過程中壓縮掉的區域。點擊壓縮區 (Compression Zone) 來開啟精靈工具并選取塑件，也就是預填料最后從壓縮區被壓進的空間。用量參考點間的向量來制定壓縮的方向在指定壓縮行程的距離來讓Moldex3D在模型中自動產生壓縮區。調整夾角或使用編輯工具來控制壓縮范圍。壓縮區可以從選擇塑件、溢流區、冷流道、塑件嵌件與模具嵌件的面來建立。在壓縮區建立之后，移動面BC也會被自動添加在行程所設定的位置
注：移動面BC與壓縮方向的夾角在壓縮區域邊界不可過小(近垂直)或負的(如倒勾)，若是Prism網格則全壓縮區域皆不可。
展開 Moldex3D模流分析材料性質與模型之比熱模型
常數模型
此模型將定壓下的比熱假定為一常數，通常是一個良好的近似。
Cp=Cp0
其中Cp代表比熱，而Cp0則代表其初始給定值。Moldex3D/Shell-RIM及Moldex3D/Solid-RIM主要采用此模型。
CAE Cp 模型(1)
比照熱傳導系數，線性內插法也是常用來對比熱與溫度相關性做良好近似法。 Moldex3D 軟件中采用了 CAE Cp 模型(1)。給定熱傳導系數CPL及CPS，在兩個不同的溫度TL及TS 下，我們可得到如下的線性關系式：
CAE Cp 模型(2)
此模型為另一種修正Cp 采三段式線性內插法，目前Moldex3D也有支持，此處Cp 可以用四個不同的值來進行內插近似。一般來說，這四個值的其中兩個CPS1 及 CPS2 取自固態的Cp 值，另外兩個值CPL1 及 CPL則來自液態之Cp 值。
三段式比熱模型之示意圖
If TS1 < T < TS2
If TS2 ≤ T < TL1
If TL1 < T < TL2
多段數據表征模型
此模型可供用戶針對該材料輸入20點不同溫度下的比熱數據，因為此模型可讓用戶彈性的調配以便準確的描述比熱在大范圍溫度區間下的變化。至于在兩給定溫度之區間的比熱，則采用標準之線性內插近似法。
熱容的概略圖如前，以K取代 Cp。
展開 設計仿真 | 利用Marc模型部件功能進行多個模型分析結果比較
Marc中模型部件（Model Section）功能介紹
自Marc2013版開始，Marc就擁有了一個比預狀態（PRE STATE）更靈活的多工步分析功能。PRE STATE雖然是一個很好的功能，但它是通過后處理結果文件來傳遞數據，不僅要求所有需要的數據均要存在結果文件中，而且前一個分析結束前也不能建立出后一個分析的完整模型。為了避免PRE STATE功能的限制，更好傳遞各個分析階段的數據，可以采用模型部件功能來進行分析。Marc2013版本的模型部件可用于結構、熱以及熱機耦合分析之中。近幾年，模型部件的功能又有新的擴展，目前該功能可以用于擴散-熱等更復雜的多物理場分析中；模型部件文件默認設置已采用壓縮模式以提高輸出和導入的速度，也節省了所需的硬盤空間。
一個模型部件代表一個自我包容的有限元模型，即包括節點坐標、單元節點編號、材料模型和結果數據如應力、應變、位移、溫度等。當在多工步仿真采用了模型部件，可以將前一個工步分析得到的模型部件包括在當前的工步中，不需知道模型中有多少個單元或采用了何種材料本構模型。模型部件的使用方法大致如下：
■ Marc分析的輸入文件中采用CREATE SEC 選項來定義模型部件。每個模型部件存在一個文件中，在每個分析成功結束時產生。產生模型部件的分析，可以是不加任何載荷的（只有增量步0），也可以是具有多個增量步的，分析結束時的狀態會存在模型部件中。
■ 采用IMPORT SEC 選項可以將前面定義的模型部件包含進來。如前所述，所有的信息都在模型部件中，包括材料本構模型和使用的單元以及完整的求解狀態。當定義接觸體，可以直接將一個模型部件為一個變形體。另外，邊界條件如重力和塑性功熱生成可以直接施加到模型部件中。輸入的模型部件可以重新定位，包括平移、旋轉等，這對采用不同前面工步采用的剛體模型是比較方便的。
展開 
ABAQUS案例-旋轉對稱子模型分析及旋轉對稱模型在溫度場和過盈裝配下的應力位移分析與過約束檢查 ￥3
旋轉對稱分析可以大大降低工作量以及計算量，本實例（附件中inp文件）演示了在何種情況下以及如何采用旋轉對稱子模型進行整結構分析。本實例中采用了旋轉對稱子模型分析結構在溫度場和過盈裝配下的應力位移分布及計算過盈面總裝配作用力。并演示了如何避免過約束以及如何在局部坐標系下查看應力和位移。
蜂窩板實體模型與等效模型的比較分析
蜂窩板實體模型與等效模型的比較分析
abaqus電池隨機振動分析（附模型及分析流程） ￥85
兩端隨機振動所對應的 ASD 譜線如下圖： 本案例用到的附件包括： Battery1003-random-vibra.cae 提取前 10 階固有模態以及隨機振動 分析 2 分析過程 一般來說，針對隨機振動的分析包含兩大步。第一步是在 <a href="/major/abaqus" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Abaqus</a> 中完成固有模態提??； 第二步是基于固有模態進行隨機振動分析，得到相關結果。</p><p> 2.1 有限元模型準備 需要強調的是，隨機振動基于線性動力學原理，因此其建模過程要符合線性動力學相關 方法的基本要求。</p><p> 2.1.1 幾何處理 在 CAD 軟件中進行簡單處理后，導入 <a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/abaqus" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51);">Abaqus</a> 中，需要對零件進行幾何清理和修復，刪 除不必要的細節特征， 其中最重要的是： 在 abaqus 中對需要進行點焊的鈑金進行參考點 的標注，用于后面步驟中快速識別和定義 點焊單元。
展開 Moldex3D模流分析材料性質與模型之PVT模型
只不過熱固塑料的PvT-C(熟化)關系并沒有被完整的確立，所以也沒有模型來描述熟化的影響，所以除了常數比容與修正版Tait模型2，也新增了兩個PVTC模型來納入熟化的影響。
兩域式Tait 修正模型(Two-Domain Modified Tait Model)
此熱固材料模型延伸自Tait 修正模型2，使用同一個公式來計算比容V，但是不同的是對熟化與非熟化的情形給不同的系數。由此可以分別得到熟化時與非熟化時兩個比容Vuncured和 Vcured再利用熟化率計算出實際的比容如下：
Spencer-Gilmore-C 模型 (僅適用熱固材料)
與原始的Spencer-Gilmore模型相較，多了一個參數, ζ, 來計算熟化(C)影響。
Tait-C 模型 (僅適用熱固材料)
與原始的Tait 模型相較，多了一個參數, ζ, 來計算熟化 (C') 影響。
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