地震動(dòng)響應(yīng)仿真的案例
技術(shù)鄰周報(bào)Q15：ANSA/地震動(dòng)響應(yīng)/iSolver/子程序/SaaS/結(jié)構(gòu)抗震/3DCS...
3、搖擺平臺(tái)地震動(dòng)響應(yīng)仿真及分析
作者：
C乘風(fēng)破浪
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搖擺式平臺(tái)結(jié)構(gòu)是一種自定心底座的搖擺系統(tǒng)，通過(guò)結(jié)構(gòu)底部的獨(dú)立柱的抬升和搖擺運(yùn)動(dòng)，將上部結(jié)構(gòu)與地面強(qiáng)激勵(lì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行隔離。本案例基于ABAQUS 6.13建立了搖擺臺(tái)結(jié)構(gòu)，并仿真了200次地震運(yùn)動(dòng)下動(dòng)力響應(yīng)。通過(guò)案例的分析發(fā)現(xiàn)單元類型、網(wǎng)格尺寸和最大時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)模型結(jié)果影響微乎其微，然而接觸算法的選擇將會(huì)大大影響分析的穩(wěn)定性。此外，摩擦系數(shù)的假定值以及接觸界面的相對(duì)剛度之間的差異對(duì)結(jié)構(gòu)搖擺開(kāi)始后的動(dòng)態(tài)響應(yīng)產(chǎn)生較大影響。
4、基于ABAQUS子程序UAMP編程實(shí)現(xiàn)水平井分段多簇壓裂流量動(dòng)態(tài)分配
作者：
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隨著非常規(guī)油氣資源開(kāi)發(fā)的興起，水平井分段多簇壓裂的作用愈加重要。為了實(shí)現(xiàn)致密儲(chǔ)集層高效開(kāi)發(fā)，需采用水平井分段壓裂技術(shù)產(chǎn)生密集且垂直于井筒的多條橫切縫來(lái)擴(kuò)大儲(chǔ)集層泄流面積。但生產(chǎn)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)表明，30%甚至更多的射孔簇對(duì)產(chǎn)量沒(méi)有貢獻(xiàn)。儲(chǔ)層的改造體積將顯著影響低滲透儲(chǔ)層增產(chǎn)效果，水平井壓裂段、簇?cái)?shù)的不斷增加將使得油氣產(chǎn)量得到顯著提升。目前對(duì)水平井分段壓裂的裂縫間距及擴(kuò)展規(guī)律缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，尤其缺乏對(duì)于流量動(dòng)態(tài)分配的研究，這對(duì)于有效設(shè)計(jì)壓裂施工以獲得儲(chǔ)層最大化開(kāi)采具有重要意義。
展開(kāi) 【CAE案例】結(jié)構(gòu)仿真對(duì)層壓木質(zhì)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)化非線性建模中的應(yīng)用
圖1 木材的各向異性
圖2 CLT板的結(jié)構(gòu)
木質(zhì)結(jié)構(gòu)在地震的整體表現(xiàn)主要由接觸和離散的連接結(jié)構(gòu)決定。連接結(jié)構(gòu)對(duì)壓縮沒(méi)有反力，但對(duì)拉力或剪力有尖銳的響應(yīng)，并且板與板之間的接觸是單邊的。
圖3 地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用方式
02 自動(dòng)化建模方法
藍(lán)色：墻面
黃色：墻間接觸面
綠色：墻地板接觸面
暗紅：地板面
鮮紅：角支架（只有抗剪剛度的K_T_D_L 彈簧）
黑色：WC/WFC/FC（有抗剪剛度和軸向剛度的K_T_D_L 彈簧）
紫色：拉力構(gòu)件（只有軸向剛度的K_T_D_L 彈簧）
圖5 拉力構(gòu)件的力學(xué)響應(yīng)
圖6 網(wǎng)格
模型一共有449個(gè)面（61個(gè)CLT板），204個(gè)有接觸和摩擦的邊緣，1543個(gè)離散元件代表9種連接構(gòu)件，211個(gè)板件連接。所有的組和連接區(qū)域都是自動(dòng)生成的。
03 計(jì)算結(jié)果
線性模型
無(wú)摩擦接觸
非線性模型
有接觸摩擦，μ=0.2
非線性模型
有接觸摩擦，μ=0.2
低加速度時(shí)的兩種建模的差別
（左）直接連接，（右）有接觸和摩擦
（左）時(shí)變場(chǎng)驗(yàn)證，（右） 累計(jì)場(chǎng)驗(yàn)證
04 結(jié)論與展望
檢驗(yàn)的應(yīng)力場(chǎng)包括：
1. 板子的軸向（壓或拉）力與扭矩結(jié)合產(chǎn)生的板在縱向的應(yīng)力；
2. 垂直于板的剪切力產(chǎn)生的縱向剪切應(yīng)力；
3. 板子的軸向（壓或拉）力與扭矩結(jié)合產(chǎn)生的板在橫向的應(yīng)力；
4. 垂直于板的剪切力產(chǎn)生的橫向剪切應(yīng)力；
5. 平面內(nèi)剪切應(yīng)力取總應(yīng)力和凈扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力的較大者。
最終結(jié)果由真實(shí)比例的實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證。
展開(kāi) 爆炸沖擊波與破片作用下車輛底部結(jié)構(gòu)動(dòng)響應(yīng)數(shù)值仿真
爆炸沖擊波與破片作用下車輛底部結(jié)構(gòu)動(dòng)響應(yīng)數(shù)值仿真
劉粟濤1，周云波1，張 明1，孫曉旺1，葉龍學(xué)2
(1.南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 南京 210094；2.中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心， 武漢 430064)
摘要：針對(duì)爆炸沖擊波與高速破片對(duì)車輛的聯(lián)合毀傷問(wèn)題，采用光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)算法模擬榴彈在土壤中爆炸產(chǎn)生爆炸沖擊波與破片聯(lián)合作用下車輛底部結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。進(jìn)行爆炸沖擊鋼板試驗(yàn)，分別采用傳統(tǒng)的任意拉格朗日歐拉算法和SPH算法分析在爆炸沖擊下鋼板的動(dòng)能、內(nèi)能和破壞形態(tài)，并驗(yàn)證SPH算法的可行性；采用SPH算法對(duì)榴彈在車輛底部爆炸進(jìn)行數(shù)值仿真，分析榴彈形成自然破片的過(guò)程、破片速度分布以及車輛底部防護(hù)結(jié)構(gòu)的沖擊響應(yīng)。仿真結(jié)果表明，淺埋榴彈爆炸產(chǎn)生的沖擊波先于破片作用于車底結(jié)構(gòu)， 沖擊波作用效果為結(jié)構(gòu)大變形，破片作用效果為結(jié)構(gòu)局部破壞，并且SPH算法可應(yīng)用于爆炸沖擊波與破片聯(lián)合作用下車底結(jié)構(gòu)響應(yīng)的研究，為車輛防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。
關(guān)鍵詞：試驗(yàn)臺(tái)架；車輛底部結(jié)構(gòu)；SPH算法；自然破片；數(shù)值仿真
1 引言
軍用地面車輛在戰(zhàn)場(chǎng)上面臨各式各樣的威脅，如埋雷、簡(jiǎn)易爆炸 裝置(IED)和其他動(dòng)能彈的威脅[1]。這些威脅通常攜帶裝在金屬外殼中的烈性炸藥。當(dāng)炸藥爆炸時(shí)，產(chǎn)生的高壓使金屬外殼膨脹破碎，并形成自然破片以非常高的速度傳播，最終產(chǎn)生的沖擊波和高速自然破片撞擊軍用車輛，對(duì)車輛及乘員造成損傷。
整車實(shí)爆試驗(yàn)是驗(yàn)證車輛防護(hù)性能最直接有效的方法，但由于其危險(xiǎn)性大、試驗(yàn)成本高、試驗(yàn)周期長(zhǎng)、不可重復(fù)等原因，在進(jìn)行車輛防護(hù)性能評(píng)估時(shí)，通常采用有限元仿真技術(shù)結(jié)合試驗(yàn)的方法，預(yù)測(cè)軍用車輛在各式威脅下車輛的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和車內(nèi)乘員的損傷情況，并為后續(xù)車輛防護(hù)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)[2]。
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