隧道結(jié)構(gòu)建模與仿真的案例
【CAE案例】結(jié)構(gòu)仿真對層壓木質(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
基于code_aster 的超強(qiáng)能力，使在考慮摩擦的情況下，用自動(dòng)化結(jié)構(gòu)建模來設(shè)計(jì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)。這些非線性分析結(jié)果顯著優(yōu)于線性分析，結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性在低加速度下也會變化。這些建模方法在未來可以拓展應(yīng)用于其他結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
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展開 金屬增材制造的微觀結(jié)構(gòu)演化建模與仿真
然而，它們面臨一個(gè)共同的挑戰(zhàn)–新晶粒成核的建模。金屬3D打印中，成核是一個(gè)關(guān)鍵問題，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有解決。
探索晶粒結(jié)構(gòu)演變
《Modeling and Simulation of Microstructure Evolution for Additive Manufacturing of Metals: A Critical Review》論文的目的是回顧模擬AM-增材制造過程微觀結(jié)構(gòu)的理論方法。通過實(shí)驗(yàn)中觀察到的為業(yè)界提供了控制增材制造過程中晶粒結(jié)構(gòu)演變的不同機(jī)制的良好物理基礎(chǔ)。最終，必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證數(shù)值模型。
微觀結(jié)構(gòu)建模的基礎(chǔ)是定義明確的溫度場，描述了在凝固前沿對溫度進(jìn)行建模的不同方法，并討論了它們的具體優(yōu)缺點(diǎn)。主要部分涉及對晶粒結(jié)構(gòu)演變建模的各種方法，包括對其在實(shí)際成分中計(jì)算微觀結(jié)構(gòu)的預(yù)測能力的重要討論。
雖然金屬增材制造過程看似是一種焊接過程，其中通過高功率激光光束熔化粉末層，或者將金屬粉末注入由激光束產(chǎn)生的熔池中。然而焊接工藝和增材制造之間仍存在重要區(qū)別，在金屬增材制造過程中，數(shù)百小時(shí)內(nèi)會形成數(shù)百條線和數(shù)百層。因此，需要觀察到瞬態(tài)溫度場，溫度場的疊加，原位熱處理和幾何效應(yīng)。
直到今天，幾位實(shí)驗(yàn)家都報(bào)告了但沒有詳細(xì)研究這種現(xiàn)象。晶粒成核的原因之一是偏析的微觀結(jié)構(gòu)被重新熔化。在重熔過程中，可能會發(fā)生一些沉淀物或顆粒沒有完全溶解并充當(dāng)異質(zhì)核的現(xiàn)象。另外，單元或樹突與熔池之間的粗糙界面，或多或少的均勻熔體（對流）可能會導(dǎo)致強(qiáng)烈的過冷情況，尤其是在樹突間區(qū)域內(nèi)。后一種現(xiàn)象幾乎尚未被探索，并且將來需要進(jìn)行詳細(xì)的研究。
在增材制造中，通常我們都知道掃描策略對微觀結(jié)構(gòu)有很大影響。另外，表面效應(yīng)對微觀結(jié)構(gòu)有很大影響。
展開 基于Abaqus的結(jié)構(gòu)斷裂失效建模與仿真分析 ￥5
文檔中的圖片均為高清彩圖，便于讀者進(jìn)行針對性的仿真建模計(jì)算。
磁懸浮車輛結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模與仿真
摘 要: 為了準(zhǔn)確獲得磁懸浮車輛結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性, 結(jié)合上海磁懸浮示范線車輛,
對磁懸浮車輛結(jié)構(gòu)建模和仿真方法展開研究。通過分析整體結(jié)構(gòu)受力載荷工況, 給出
夾層和車體結(jié)構(gòu)的受力公式。采用參數(shù)化和子結(jié)構(gòu)建模技術(shù), 利用多體系統(tǒng)軟件
SIMPACK建立磁懸浮車輛首車動(dòng)力學(xué)模型。為簡化整個(gè)磁懸浮車輛系統(tǒng)多體模型和
提高計(jì)算效率, 將車輛受到的作用力和部分剛體簡化為力元或力矩。仿真結(jié)果表明,
多體動(dòng)力學(xué)建模可以作為磁懸浮車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的有效評估工具, 有益于磁懸
浮結(jié)構(gòu)國產(chǎn)化設(shè)計(jì)和開發(fā)。
磁懸浮車輛結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模與仿真.pdf
展開 
國內(nèi)在建最長湖底隧道——太湖隧道全面進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)施工階段
1月25日，記者從中交三航局三公司獲悉，近日，隨著最后一根灌注樁——敞開段底板樁17方混凝土的澆筑完成，太湖隧道項(xiàng)目馬山段6110根鉆孔灌注樁全部施工完成。這也標(biāo)志著太湖隧道馬山段全面進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)施工階段。
蘇錫常南部高速公路常州至無錫段是江蘇省“十五射六縱十橫”高速公路網(wǎng)規(guī)劃中“十五射”的組成部分，其中太湖隧道是全線關(guān)鍵控制性工程，全長10.79公里，凈寬17.45米，是目前國內(nèi)在建的最長湖底隧道。
記者了解到，中交三航局承建的馬山段項(xiàng)目部自進(jìn)場后，項(xiàng)目部面對地質(zhì)情況復(fù)雜、管線遷改難等不利因素，精心組織、科學(xué)施工，于2018年5月4日成功澆筑第一根灌注樁。隧道敞開段232根鉆孔灌注樁是最難啃的“硬骨頭”。
展開 『轉(zhuǎn)貼』一個(gè)隧道建模的例子（公布真實(shí)的建模過程）
一個(gè)隧道建模的例子（希望斑竹給我10分），該例子適合初學(xué)者。使用到的軟件有autocad, autocad to ansys ，ansys ,txt,excel, flac3dwww.simwe.com0O5i
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仿真分析,有限元,模擬,計(jì)算,力學(xué),航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent,CFD,CAE,CAD,CAM1a8A0k5t
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1.首先把紙上的建模圖形在autocad中畫出
2.使用autocad to ansys 轉(zhuǎn)換軟件，可以將autocad的圖形轉(zhuǎn)換為ansys命令流。
3.在ansys中建模（導(dǎo)入命令流即可），定義材料種類、類型（屬性參數(shù)可以隨便輸），本模型定義了11中材料，其中參數(shù)可以隨便復(fù)制。仿真分析,有限元,模擬,計(jì)算,力學(xué),航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent'ZK j!Y*i
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4.在ansys中剖分網(wǎng)格。仿真分析,有限元,模擬,計(jì)算,力學(xué),航空,航天,ANSYS,MSC,ABAQUS,ALGOR,Adina,COMSOL,FEMLAB,Matlab,Fluent+v!P} MW
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5.導(dǎo)出ansys中elemnt 和node的屬性參數(shù)，存入txt,再導(dǎo)入excel進(jìn)行編輯（注意：除四面體外ansys中幾乎每個(gè)單元的編號順序與flac不一樣，所以要導(dǎo)入excel進(jìn)行編輯）
6.將excel數(shù)據(jù)整理成flac命令流形式，編輯命令流
7.在flac中call，即可
說明：如果有ansys to flac 的程序，5和6 可以合為一步。
展開 大型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仿真高效案例 | 7738個(gè)零件60分鐘建模30分鐘求解，比傳統(tǒng)仿真結(jié)果相差5%以內(nèi)！
這使得工程師能夠在大型結(jié)構(gòu)中預(yù)見更好的替代方案，并在現(xiàn)有項(xiàng)目時(shí)間表內(nèi)快速發(fā)展設(shè)計(jì)。借助SimSolid，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以對其最復(fù)雜的零件進(jìn)行多次迭代，并以驚人的速度探索大型裝配體的多種替代方案。
SimSolid具備以下特征：
無網(wǎng)格技術(shù)
無需任何幾何簡化
適用大型復(fù)雜裝配體
幾秒到幾分鐘給出準(zhǔn)確結(jié)果
支持非線性和動(dòng)力學(xué)分析
自動(dòng)識別螺母和螺栓
自動(dòng)創(chuàng)建接觸和焊接
SimSolid革新了現(xiàn)有的大型鋼結(jié)構(gòu)分析：無網(wǎng)格，精度高、比80%的鋼結(jié)構(gòu)分析工具更快、更輕松處理大型裝配體和復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。
關(guān)于精度，國際有限元組織（NAFEMS）曾做過標(biāo)準(zhǔn)測試，與傳統(tǒng)有限元軟件結(jié)果相比，這些測試結(jié)果差異在5%以內(nèi)。
標(biāo)準(zhǔn)測試結(jié)果匯總表 (NAFEMS)
我們將通過以下四個(gè)案例為大家介紹一下SimSolid在大型建筑結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用特點(diǎn)。
案例一：大型鋼結(jié)構(gòu)舞臺
該舞臺整個(gè)裝配體有7738個(gè)零件，從幾何導(dǎo)入到結(jié)果輸出，SimSolid在2小時(shí)內(nèi)就完成了一輪性能評估，建模約60分鐘，主要處理連接的創(chuàng)建和檢查，求解約30分鐘。
可能同樣的時(shí)間，傳統(tǒng)分析只夠考慮做怎樣的幾何簡化來減少網(wǎng)格劃分和計(jì)算機(jī)求解的工作量，而無網(wǎng)格求解器SimSolid已經(jīng)完成了整個(gè)結(jié)構(gòu)的評估。針對此類大型結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)的早期引入SimSolid來應(yīng)對大型結(jié)構(gòu)的頻繁變更，將極大縮短項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期。
關(guān)于此舞臺的更多建模細(xì)節(jié)視頻：
案例二：立面鋼結(jié)構(gòu)
對于此類鋼結(jié)構(gòu)，SimSolid可以直接分析完整的裝配體，不用做任何幾何簡化。這樣的好處是，邊界條件可以完整地施加在真實(shí)的幾何上。如果對幾何進(jìn)行簡化，勢必也要花更多的時(shí)間和專業(yè)知識來衡量簡化后的邊界條件。
展開 設(shè)計(jì)仿真 | MSC Nastran Modules助力大規(guī)模裝配結(jié)構(gòu)提高建模效率
01
傳統(tǒng)有限元建模工作流程及局限性
傳統(tǒng)有限元分析建模，對于包含多個(gè)零部件和子結(jié)構(gòu)的大規(guī)模裝配結(jié)構(gòu)，例如：航空、航天器或者汽車，都不是由一個(gè)工程師甚至是一個(gè)部門來完成有限元模型的創(chuàng)建。不同的FE部段由不同團(tuán)隊(duì)的工程師進(jìn)行創(chuàng)建，最后再將這些FE部段模型進(jìn)行組裝。
傳統(tǒng)的有限分析建模方法，不允許使用重復(fù)的ID編號，而大規(guī)模的裝配結(jié)構(gòu)需要通過組裝多個(gè)不同的部段模型來實(shí)現(xiàn)，隨著計(jì)算資源越來越廉價(jià)，精細(xì)化建模的需求越來越高，模型的單元、節(jié)點(diǎn)數(shù)量變得非常龐大，這就需要對大規(guī)模模型進(jìn)行更加嚴(yán)格的模型管理，隨之而來的就是傳統(tǒng)有限元建模方法的局限性越來越明顯：
■ 傳統(tǒng)的有限元建模方法，需要遵循嚴(yán)格、復(fù)雜的編號規(guī)則，避免出現(xiàn)ID號沖突；
■ 部段模型不能進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、鏡像等操作，很難實(shí)現(xiàn)其模型的重復(fù)使用；
■ 部段模型之間需要通過手動(dòng)方式進(jìn)行連接；
■ 分析結(jié)果不能按照部段模型進(jìn)行輸出。
02
全新的模型組裝管理工具
Modules作為MSC Nastran的一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)塊，用來表示獨(dú)立的模型部件或者子結(jié)構(gòu)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類似于MSC Nastran的部件超單元，但是其模型不會發(fā)生縮減，所以不會損失計(jì)算的精度。Modules實(shí)例化的功能還可以將初始模型分解成多個(gè)實(shí)例，簡單來講，可以把實(shí)例看作是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件可以進(jìn)行多次的引用，還可以對已有的Module模型進(jìn)行替換，用來進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方案的嘗試。
展開 PCB/封裝建模：增強(qiáng)單元進(jìn)一步提高電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性仿真精度
在電子產(chǎn)品仿真中，PCB/封裝結(jié)構(gòu)的建模準(zhǔn)確性一直是影響仿真速度和精度的關(guān)鍵因素。
Ansys 一直致力于該功能研發(fā)，例如 Trace mapping 局部材料等效方法，可以快速高效地對PCB/封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行等效建模。
而Ansys 增強(qiáng)單元?jiǎng)t進(jìn)一步提升PCB/封裝結(jié)構(gòu)建模的準(zhǔn)確性，從而提高電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性仿真精度。
軸承基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)介紹及Adams建模仿真【10月31日直播】
Adams建模仿真的優(yōu)勢：
使用Adams建模可以幫助用戶簡化模型，其開放式的平臺支持自定義開發(fā)程序和插件，可以與其他工程軟件連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和耦合分析?，分析機(jī)械結(jié)構(gòu)各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)指標(biāo)，輔助機(jī)械設(shè)計(jì)。
Adams具備高效性、準(zhǔn)確性和可靠性，以及靈活性和可擴(kuò)展性。它能夠快速模擬復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，幫助用戶分析和優(yōu)化系統(tǒng)性能?。Adams還提供了豐富的用戶支持和培訓(xùn)資源，幫助用戶快速掌握軟件的使用和應(yīng)用。其直觀易用的用戶界面和拖放操作，使得用戶可以輕松地進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的仿真和優(yōu)化?。
目前Adams軟件的仿真功能可以用于預(yù)測機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、機(jī)器人等多個(gè)領(lǐng)域。
直播推薦
想要更加深入了解軸承知識及Adams建模仿真的小伙伴們，快來這里報(bào)名【軸承基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)介紹及Adams建模仿真】直播，學(xué)習(xí)軸承知識大全、Adams建模實(shí)例及Adams仿真后處理。（直播詳情如下▼）
1.直播主題
軸承基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)介紹及Adams建模仿真
2.直播時(shí)間
10月31日 19:30
3.講師介紹
郝大妞
汽車仿真工程師
擅長使用Adams（多體動(dòng)力學(xué)仿真、二次開發(fā)、GUI窗體設(shè)計(jì)、柔性體仿真）、Hypermesh（傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析、拓?fù)鋬?yōu)化、二次開發(fā)）、Abaqus（傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析、二次開發(fā)、GUI程序設(shè)計(jì)）、comsol等，且熟練掌握C++，MYSQL等編程語言
4.直播內(nèi)容
此次共分三個(gè)板塊進(jìn)行講解
板塊一：軸承基礎(chǔ)知識介紹 （Adams建模是完全基于機(jī)械結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)，完全符合工程設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)要求。如果想要讓仿真更加貼合實(shí)際狀態(tài)，參數(shù)設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)，必須先掌握軸承的基礎(chǔ)知識，可以輔助建模過程，事半功倍）。
展開 【ABAUQS】浮置板-隧道-土體-建筑有限元建模及動(dòng)力響應(yīng) ￥800
本帖介紹一套完整的浮置板-隧道-土體-建筑有限元模型
模型包含：鋼彈簧浮置板，隧道，土體（三層），框架式建筑物，如下圖所示：
整體網(wǎng)格圖：
隧道局部網(wǎng)格圖展示：
土體分為三層，且最外邊框采用無限元技術(shù)盡可能防止波的反射：
列車荷載采用Matlab封裝自編程軟件，同時(shí)搭載多節(jié)車動(dòng)力學(xué)，仿真獲取有限元模型所有扣件位置處的支反力。（本貼中不加入自編程軟件模塊，因?yàn)橛泻芏喑墒斓纳虡I(yè)軟件都可以實(shí)現(xiàn)支反力的提取，如實(shí)在對作者軟件感興趣，可帖外咨詢）但，作者還是要介紹！！！
主要文件介紹：
VTC.exe文件就是封裝軟件本件。當(dāng)然因?yàn)槭亲髡咦跃帲敲?m文件也就是對應(yīng)的源代碼咯。
Force.xls 文件即為本模型所需的全尺寸扣件支反力，部分展示如圖：
Pj.xls文件是擴(kuò)展需求，為了滿足用戶可能需要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)荷載，也就是在鋼軌上進(jìn)行加載的需求而輸出。部分展示如圖：
MyAppInstaller_mcr.exe這個(gè)文件很重要，是打開軟件時(shí)候一定要安裝的工作環(huán)境。
接下來繼續(xù)介紹有限元模型，無論通過什么方式得到的扣件反力挨個(gè)加到相應(yīng)扣件位置處進(jìn)行動(dòng)力學(xué)求解。下圖展示了在浮置板軌道上的加載位置
結(jié)果展示
該圖為浮置板的垂向加速度
該圖為隧道的垂向加速度云圖，右邊為隧道的垂向加速速度時(shí)程
該圖為全局的垂向加速度云圖，右邊為地表的垂向加速速度時(shí)程
該圖為各層的垂向加速度，說明了傳遞規(guī)律的正確性
本帖不包含：VTS耦合動(dòng)力學(xué)軟件，以及本模型未處理的全部操作錄制視頻
不放入本帖主要是考慮到大家不一定需要，不愿捆綁出售，有需要的可以帖外咨詢我，或者看我別的帖上面有沒有單獨(dú)放置的對應(yīng)內(nèi)容課程
展開 
隧道光面爆破局部建模損傷分析 ￥50
1.CAD中對隧道爆破炮孔布置圖進(jìn)行輔助線切割，然后通過REG命令生成封閉面域
2.導(dǎo)出iges格式，將文件導(dǎo)入ANSYS/APDL軟件中進(jìn)行巖石區(qū)域建模及網(wǎng)格劃分。鉆孔區(qū)域采用映射網(wǎng)格劃分，鉆孔外巖石區(qū)域采用掃掠劃分方式，單元類型為solid164單元，模型厚度方向擴(kuò)展200cm，采用三維建模方法進(jìn)行分析。模型網(wǎng)格劃分好后導(dǎo)出k文件，后續(xù)操作通過k文件導(dǎo)入ls-prepost中進(jìn)行炸藥，堵塞及空氣的分區(qū)及材料參數(shù)、邊界條件、求解等設(shè)置。
3.巖石采用RHT模型，炸藥模型中采用*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN 材料模型，空氣材料采用*MAT-NULL 材料模型描述，空氣的狀態(tài)方程采用*EOS- LINEAR-POLYNOMAIAL 描述。
4.計(jì)算結(jié)果如下：
損傷破壞圖
展開 Abaqus 隧道建模插件
這里給大家免費(fèi)分享一個(gè)abaqus隧道建模插件，可快速進(jìn)行set、分析步、Model_change生死單元與掌子面力的添加。插件學(xué)習(xí)視頻https://www.bilibili.com/video/BV1G64y1S7eS?from=search&seid=10848633799149479756。
tunnel_exa.zip
專業(yè)論文 | 土壓力作用下的隧道受力ABAQUS建模分析
設(shè)置接觸命名為remove shotcrete，分析步在geostat，綁定隧道和土體。
6.定義荷載，邊界條件
邊界條件：設(shè)置為初始分析步，對土體左右兩側(cè)U1方向進(jìn)行固定，對土體底部進(jìn)行U2固定。
荷載條件：選擇geo分析步點(diǎn)擊gravity，選取整體，設(shè)置重力大小為-9.81。
7. 設(shè)置初始應(yīng)力
8.劃分網(wǎng)格
9.提交任務(wù)
有限元計(jì)算結(jié)果
位移分析
2.應(yīng)力分析
結(jié) 論
在土壓力的作用下，隧道受到了土體重力的作用發(fā)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
隧道信息化：基于Revit建模的新思路
隧道信息化建模技術(shù)路線
信息化建模關(guān)鍵步驟
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建立
公路隧道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫主要包含隧道軸線信息、襯砌斷面信息和附屬構(gòu)件尺寸信息。
（1）隧道軸線信息
公路隧道軸線包括主洞設(shè)計(jì)軸線和人行、車行橫通道軸線，是實(shí)現(xiàn)信息化建模的重要參數(shù)。該信息可通過緯地路線數(shù)據(jù)解析獲得，并調(diào)用Revit相關(guān)API擬合成構(gòu)建隧道BIM模型所需的三維軸線。
（2）襯砌斷面信息
公路隧道襯砌斷面形式多樣、種類繁多，按照功能可分為常規(guī)隧道輪廓、加寬隧道輪廓、車行橫通道、人行橫通道、斜井、明洞等；而按照形式又有直墻式、曲墻平底式和曲墻仰拱式，曲墻仰拱式又可分為有初支仰拱和無初支仰拱的情況，且仰拱與拱墻或初支的連接方式也有所差別。在分析常見公路隧道通用圖的基礎(chǔ)上，對各種斷面進(jìn)行歸納總結(jié)，提出各種斷面的確定參數(shù)。
（3）附屬構(gòu)件尺寸信息
附屬構(gòu)件主要包含蓋板、洞門、側(cè)墻等，其主要參數(shù)信息通過設(shè)計(jì)圖紙?zhí)崛 ?隧道部分?jǐn)嗝鎱?shù)示意
襯砌結(jié)構(gòu)及附屬結(jié)構(gòu)建模
（1）襯砌結(jié)構(gòu)數(shù)字化建模
通過對Revit進(jìn)行二次開發(fā)，直接讀取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的路線數(shù)據(jù)和襯砌斷面數(shù)據(jù)，依據(jù)襯砌起終點(diǎn)樁號劃分路線，按照斷面的幾何關(guān)系計(jì)算各關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)連線成面。
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