土-結構相互作用仿真的案例
管土相互作用的PSI單元
在ABAQUS中，管土相互作用的PSI單元該怎么設置呢
混合動力電動汽車電驅動結構與特征 附車輛與結構動力相互作用下載
4.2.2 行星齒輪傳動混聯式混合動力系統
該結構兼顧串聯式和并聯式結構的能量傳輸路線，通過能量管理策略進行控制，使行星齒輪傳動混聯式混合動力系統具有了并聯式和串聯式的結構優點，從而能夠工號的協調各動力部件，使動力系統處于最佳運行狀態，從而保證該動力系統在各種工況下使汽車運行于最佳狀態。
行星齒輪混聯式構型方案的優點：
1)由于行星排結構的特殊性，可以通過調節任意兩個構件的轉速和轉矩，使另一個構件轉速轉矩為0。這樣可以去掉離合器，通過調節行星排轉速和轉矩來起到發動機平穩起步的效果。去掉離合器，不僅簡化的傳動系統結構，同時使系統的模型簡化，省去控制過程的不連續性和非線性；
2)可以實現純電行駛、怠速停機模式等，最大限度提升整車燃油經濟性。
行星齒輪傳動混聯式構型方案的缺點：
1)行星齒輪傳動機構較為復雜，控制難度大；
2)不適于較大負荷的轉矩傳輸，更適合小型乘用車。
綜上，行星齒輪混聯式動力系統對于各種道路運行工況都具有較強的適應性，無論是在高速公路上還是在市區工況中行駛，其經濟性和排放都具有優勢。
下載地址：車輛與結構動力相互作用
展開 使用 COMSOL 模擬聲-結構的相互作用
大多數這些多物理場接口都包含在“聲學模塊”的第六個分支中，即聲學-結構分支，在該分支中，壓力聲學與結構力學相互耦合。在熱黏性聲學分支中還有更多將熱黏性聲學與結構力學耦合的技術。下圖顯示了可用于 ASI 分析的多物理場接口。
可用于 ASI 分析的多物理場接口。
首先，我們來討論如何使用預定義的多物理場接口進行聲固耦合分析，然后說明當選定的接口之間不存在預定義的多物理場功能時，如何手動添加接口并定義耦合。
使用預定義的多物理場接口對聲固耦合進行建模
預定義的多物理場接口允許您在模型中包含多種材料類型，例如流體，線性彈性材料，多孔介質和壓電設備。此外，不同材料之間的耦合會自動為您完成。根據模型中包括的材料類型以及您要在頻域還是時域中解決問題，選擇一個特定的接口。
我們以聲學結構交互教程為例。我們想要對入射平面波與水中的彈性鋁制圓柱體的相互作用進行建模。聲音會引起彈性圓柱體的運動，進而將新的聲波輻射到流體中。因此，需要在聲學介質（水）和圓柱體之間進行完全雙向耦合才能真實地模擬這種情況。下圖顯示了浸入水中的鋁制圓柱體。入射波的頻率為 60 kHz（在超聲區域）。圓柱體的高度為 2 厘米，直徑為 1 厘米。水的聲域范圍截斷在一個直徑較大的球體中。
浸入水中的鋁圓筒的幾何結構。
在這里，我們有兩種類型的材料，流體（水）和線性彈性材料（鋁），并且我們想進行頻域分析以獲得總聲場的穩態時諧解。為了建立模型，我們選擇聲學-固體相互作用，頻域多物理場接口。該接口涉及兩個單物理場接口：固體力學和壓力聲學，頻域。它還在Multiphysics“多物理場”節點下定義了聲學-結構邊界耦合特征。
展開 考慮樁-土相互作用某橋梁樁基靜力計算分析
樁-土相互作用一直是有限元模擬類比較頭疼的問題，常規分析方法分為兩種：
1、采用接觸單元模擬樁-土相互作用，此種方法非線性程度較大，且計算耗時，占用計算資源較多，多用于實體單元模擬局部細微結構情況，例如常見的單樁靜力分析。
2、采用彈簧間接模擬樁-土相互作用，此種方法將樁-土之間的相互作用采用等效彈簧來進行模擬，適用于一般工程類設計，且我國規范諸多條文中均有一定的計算方法，常見設計軟件例如Midas civil也均采用此類方法進行模擬。
本次計算模擬采用上述第二種方法進行。
一、工程概況
承臺全樁基礎斷面尺寸為8.5m*8.5m，如下圖所示。其中，承臺厚3m，全樁長32m，采用4根直徑為2m的鉆孔灌注樁，樁基礎混凝土全部采用C30混凝土，彈性模量，泊松比μ=0.2，質量密度為2500kg/m3，地基土的水平抗力系數的比例系數m=10000kN/m^4,上部荷載為軸力F=31450KN，水平剪力V=2487KN，彎矩M=5874KN.m，采用ANSYS對其進行靜力計算分析。
二、模擬思路
按照規范，地基土堆樁柱側面的地基系數隨深度y成正比例增長，即C=my（m是“m”法的地基系數），故可先從覆蓋層頂面（沖刷線）向下繪出地基系數圖，如下圖所示。本例將樁柱全長等分為18段，各中間集中彈簧的剛度可按下式計算：
頂部集中彈簧的剛度為：K0=W0*b
各集中彈簧計算剛度如下
按照上述思路，本工程計算模擬思路如下：
1）采用beam188模擬樁基礎與承臺；
2）承臺與樁基礎樁頂采用MPC184剛臂單元模擬剛接關系；
3）采用彈簧單元模擬不同深度處土層對樁的作用，通過不同彈簧剛度實現。
展開 
土壤與結構相互作用的研究一例
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ANSYS樁土相互作用，樁頂豎向靜載，求摩擦力
接觸是target170和173，土體和樁體是solid185采用edp本構，keyopt（1）=0，keyopt（12）=2，keyopt（10）=2，keyopt（4）=2，接觸間方向互指，摩擦系數也定義由于是edp，沒有粘聚力等，樁側摩擦力結果為0，樁底有不同程度摩擦結果。
基于ANSYS的高樁碼頭樁-土相互作用下受力響應分析
本次推送算例以一處高樁碼頭考慮樁-土相互作用收靜載作用下的分析。
研究樁體工作形狀是對基樁豎向力學行為分析的前提。樁體與周圍土體的剛度相差很大，一般在兩者的界面處不滿足變形協調條件，次數就需要解除單元來進行處理。因此，從樁-土相互作用的角度出發，研究樁體-土體的荷載傳遞方式和樁、土層材料對基樁豎向承載性能的影響，對正確評價樁基豎向承載能力具有重要意義。
樁-土相互作用中所采用的單元
由于土體本身的復雜性、土層材料的非線性，土體與結構之間的摩擦相互作用產生非連續的變形，從而使得求解變得更加困難。目前常見的接觸面處理的方式有：（1）直接法；（2）接觸力學法；（3）接觸面單元法，即在兩相鄰接觸物體邊界上，引入接觸面單元，在相鄰接觸物體間起過渡作用，通過增量和迭代手段調整單元本構模型中的參數，模擬其應力-應變關系，該方法操作簡單，概念清晰，易于實現。
ANSYS中對于3D接觸單元設置，采用面-面接觸的方式。通常將剛性物體的面，作為目標面，即Targe170單元，對于柔性物體的表面，當做接觸面，常采用Conta173單元。
有關接觸單元和目標單元的控制選項與輸出，詳情可去參考王新敏老師的《ANSYS結構分析單元與應用》一書，里面總結的非常詳細，對于每個參數的取值與物理含義都解釋的面面俱到。
在實際工程中，樁土相互作用接觸面的摩擦系數選取比較復雜，它與樁側表面的粗糙程度有關，當破壞面主要由土體的抗剪強度控制時，摩擦系數可能是較大的。一般混凝土樁，對粘性土的摩擦系數為0.25~0.4；對砂土的摩擦系數為0.5~1.0。--以上內容，部分節選自博士論文《高樁碼頭樁豎向荷載下靜動力行為研究》
2.
展開 【CAE案例】支持地震風險評估的土壤-結構相互作用的概率計算
圖七 不同位置的頻率和偽加速度曲線
圖八 模型中兩點位移和高度變化曲線
05 總結
研究人員使用結構仿真和Miss3D作為工具，使用python循環編程的拉丁超立方抽樣的方法，通過頻譜分形、位移場和應力場等參數的后處理，解決了土壤參數作為隨機變量和不確定性曲線計算的困難，成功將ISS概率研究應用于地震風險分析領域。
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展開 使用多物理場仿真研究激光與材料的相互作用
基于仿真研究激光與材料相互作用的好處
已經使用紅外微整形對 NIF 激光器中的大約 13 萬個損傷點進行了修復，部分是利用研究人員的多物理場仿真結果進行的優化。這使得該項目中的光學器件得以循環使用，并大大降低了項目成本。LLNL 的團隊還支持整個實驗室的用于3D 打印的增材制造計劃，這有可能是比修復損壞的光學器件具有更深遠意義的應用。
本文來自 ：COMSOL 博客
飛行器流固相互作用（FSI）仿真賞析（僅3D模型） ￥2
流固相互作用（FSI）是一個跨學科領域，研究內部或外部流體流動與某些可變形或可移動結構的相互作用。使用 ANSYS Workbench 進行了飛機的流固耦合仿真。對于 CFD 分析，使用了 CFX，然后使用 Workbench 中的 ANSYS Mechanical 工具將 CFD 模擬（壓力載荷）的結果傳輸到結構分析。
模型格式
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.CATProduct
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湖南大學譚蔚泓院士團隊劉巧玲課題組 Angew：可調控的DNA網絡結構用于操控細胞間相互作用
作為一種生物材料，DNA分子具有序列可編程性并且可與其他功能分子耦合實現多級次組裝，在細胞表面工程化及細胞相互作用調控等方面具有良好的應用前景。然而，由于細胞對納米材料的內吞作用以及細胞膜結構高度動態的特性，利用DNA納米結構對活細胞膜表面進行可控組裝進而精準調控細胞間相互作用仍然存在一定的困難。
圖1 活細胞膜表面構筑可調控的多層DNA網絡結構示意圖
近期，湖南大學譚蔚泓院士團隊劉巧玲課題組采用經典的DNA納米三棱柱（TP）和DNA納米分支聚合物（BP）作為結構單元，利用DNA分子自組裝技術在細胞膜表面設計了一種全新的靈活可調控的DNA網絡結構用于操控細胞間的相互作用（圖1）。源于互補DNA鏈的堿基之間形成的可預測和穩定的配對結構，這些DNA網絡結構之間的相互作用增加了DNA納米結構在細胞膜表面的穩定性并且克服了細胞內化的問題。通過對DNA網絡結構中的識別單元進行合理設計，研究人員對細胞間的特異性識別、刺激響應性識別以及動態可逆相互作用進行了人為設計和操控，并且實現細胞間物質傳輸的調控（圖2）。
圖2 利用DNA結構網絡操控多種形式的細胞間相互作用
綜上所述，這種DNA網絡結構賦予了可調控的細胞識別能力，為人為操控細胞間相互作用提供了一種簡單、普適的策略，有助于拓展基于DNA分子的人工識別體系在細胞表面工程、合成生物學和生物醫學領域中的應用。該工作以“Manipulation of Multiple Cell-Cell Interactions by Tunable DNA Scaffold Networks”為題發表在《Angew. Chem. Int. Ed.》上。
展開 
鋼筋混凝土框架結構在爆炸荷載作用下動態響應 ￥10
鋼筋混凝土框架結構在爆炸荷載作用下動態響應
鋼筋混凝土框架規格為兩層兩跨，爆炸施加的荷載為下降三角形脈沖荷載。
（一）鋼筋與混凝土之間的耦合：通過關鍵字*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID，將兩者變形協調統一；除此之外，高版本求解器，通過*BEAM_IN_SOLID關鍵字進行耦合，后者為前者的進階版本，更好收斂，本文為簡單規整的鋼筋混凝土耦合，因此采用了前者，具體可見K文件。
（二）爆炸荷載施加：爆炸荷載施加主要有三種方法，一是通過實體建模，流固耦合的方法，這個方法下個帖子會進行發布講解；二是通過關鍵字*load_Blast進行施加，這個已經在上一個帖子中說過了，感興趣的朋友可以去上一個帖子進行瀏覽學習；三是通過經驗公式henrcy等，將炸藥的重量、距離、爆炸方式換算成下降三角形脈沖荷載進行，本文聚焦第三種。
流程與K文件我放到了下面，喜歡的朋友可以下載一下。
展開 動荷載作用下預應力混凝土樁裂縫的仿真分析
問題描述
樁身截面為27.5cm×27.5cm，樁身長度為500cm。
位移邊界條件：樁底固定，樁頂簡支（限制水平位移）。
樁體有箍筋
樁體有橫截面配筋
船體模型：由于船體擠靠靠船樁時，船體變形要遠小于樁身變形，且我們這里主要考慮靠船樁的變形性質。所以船體變形忽略，可以把船體看成一個剛性體。
船體的簡化模型為：300cm×300cm×30cm，彈性模量30×10的4次方兆帕 ，密度7800（暫定）。
請問各位 ，這個要怎么實現，或者說誰有一個明確的思路啊
漸變振動載荷作用的多層多框架梁結構仿真分析
1問題引出
在工程應用中，建筑材料多是以單層單一框架復合的多層多框架結構，因此僅僅針對單一框架進行受力分析并不能得到與實際情況相匹配的結果，那么針對多層多框架結果的受力分析就顯得尤為必要。
2問題描述
文中主要模擬在水平載荷作用下多層多框架結構的受力狀況，具體框架尺寸如圖1所示，圖中A點為水平載荷受力點，框架使用的材料為鋼鐵材質，材料參數特性如表1所示。
圖1 框架模型及相關尺寸
表1鋼鐵材料相關特性
彈性模量E
泊松比μ
屈服強度fy
2.1e11N/m2
0.3
3.45e8N/m2
3仿真平臺
本文所有仿真試驗均在Abaqus有限元軟件上進行，仿真基于艮泰計算機系統，cpu48核，memory128G；后續的后處理數據通過Origin完成。
4有限元建模
與ansys不同，abaqus進行結構力學仿真基于模塊化操作，因此用戶體驗更加友好，遵循有限元分析的流程：前處理、求解、后處理，具體在abaqus中來看，主要的操作步驟有：在abaqus/module中創建part，按照圖一說給尺寸繪制草圖，這一點類似于在ansys/DM中的sktech草圖繪制操作，這里一定要注意在定義部件的時候，使用類型將默認的solid更改為wire，不然系統會提示出錯。生成的幾何模型如圖2所示。創建模型之后進行材料創建及截面屬性賦予，除去鋼鐵材料屬性輸入表1中的基本材料參數，對于梁結構參數需要額外定義如圖3所示。最后還應當注意在使用梁截面形狀創建梁截面特性時，必須指定梁截面方向如圖4所示。
展開 爆炸沖擊波與破片作用下車輛底部結構動響應數值仿真
爆炸沖擊波與破片作用下車輛底部結構動響應數值仿真
劉粟濤1，周云波1，張 明1，孫曉旺1，葉龍學2
(1.南京理工大學 機械工程學院， 南京 210094；2.中國艦船研究設計中心， 武漢 430064)
摘要：針對爆炸沖擊波與高速破片對車輛的聯合毀傷問題，采用光滑粒子流體動力學算法模擬榴彈在土壤中爆炸產生爆炸沖擊波與破片聯合作用下車輛底部結構的響應。進行爆炸沖擊鋼板試驗，分別采用傳統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能、內能和破壞形態，并驗證SPH算法的可行性；采用SPH算法對榴彈在車輛底部爆炸進行數值仿真，分析榴彈形成自然破片的過程、破片速度分布以及車輛底部防護結構的沖擊響應。仿真結果表明，淺埋榴彈爆炸產生的沖擊波先于破片作用于車底結構， 沖擊波作用效果為結構大變形，破片作用效果為結構局部破壞，并且SPH算法可應用于爆炸沖擊波與破片聯合作用下車底結構響應的研究，為車輛防護結構設計提供參考。
關鍵詞：試驗臺架；車輛底部結構；SPH算法；自然破片；數值仿真
1 引言
軍用地面車輛在戰場上面臨各式各樣的威脅，如埋雷、簡易爆炸 裝置(IED)和其他動能彈的威脅[1]。這些威脅通常攜帶裝在金屬外殼中的烈性炸藥。當炸藥爆炸時，產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，最終產生的沖擊波和高速自然破片撞擊軍用車輛，對車輛及乘員造成損傷。
整車實爆試驗是驗證車輛防護性能最直接有效的方法，但由于其危險性大、試驗成本高、試驗周期長、不可重復等原因，在進行車輛防護性能評估時，通常采用有限元仿真技術結合試驗的方法，預測軍用車輛在各式威脅下車輛的結構響應和車內乘員的損傷情況，并為后續車輛防護設計提供基礎[2]。
展開 