靜力數值模擬的案例
剪力墻擬靜力試驗數值模擬（ABAQUS、OpenSees）
通過擬靜力試驗（也叫低周往復荷載試驗），可以研究構件在地震作用下的受力和變形特征，同時得到滯回曲線和骨架曲線，從而得到構件的極限承載力、極限位移、耗能能力、強度退化、剛度退化和延性等。
數值仿真在科研工作中也發揮著重要的作用，一方面，在試驗之前我們可以進行數值模擬，預測試驗結果；另一方面，通過數值模擬，完成試驗較難完成的變量分析，與試驗形成互補。目前構件擬靜力數值模擬中，最常用的有限元分析軟件有ABAQUS、OpenSees、ANSYS和ADINA等。
本文基于ABAQUS和OpenSees，對鋼筋混凝土剪力墻的擬靜力試驗進行數值模擬，總結2個軟件中的各種建模方法，并進行對比分析。
0、剪力墻試試驗概況
1、OpenSees軟件
在此次數值分析中，采用3種采用建模方法：
（1）纖維模型（DispBeamCloum、 ForceBeamCloum 、 DispBeamCloum +0長度單元、 ForceBeamCloum +Hysteretic）；
（2）多垂直桿（MVLEM、SFI- MVLEM ）；
（3）分層殼（ShellMITC4、ShellNLDKGQ）。
1.1、纖維模型
纖維模型是OpenSees中最常用的模型，模擬中分別采用了剛度法、柔度法、剛度法加零長度單元以及柔度法加剪切彈簧4種方法。模擬結果如下圖所示：
1.2、多垂直桿模型
多垂直桿中，采用MVLEM和SFI-MVLEM模型。MVLEM模型是將剪力墻延高度方向劃分為若干段，每一段內采用多個豎向纖維彈簧來模擬壓彎效應，一個水平剪切彈簧來模擬剪切變形。SFI-MVLEM是將混凝土板單元引入到2維宏觀纖維模型中，更好的模擬了彎剪耦合作用下剪力墻的受力特性。
展開 OpenSees墩柱擬靜力加載試驗數值模擬
OpenSees墩柱擬靜力加載試驗數值模擬
0引言
纖維模型在用于結構彈塑性分析時，能以較低的計算成本獲得較高的求解精度，且各纖維可以采用材料單軸本構關系，從而避免了確定多維本構關系的困難。墩柱擬靜力加載試驗是結構抗震經常會做的試驗，本文以太平洋地震研究中心（PEER）上邊一方形柱試件擬靜力加載試驗為例（如圖1），介紹如何在OpenSees中建立墩柱纖維模型并進行PushOver分析，并附上詳細命令流。
abaqus靜力壓樁數值模擬
abaqus靜力壓樁數值模擬
學習記錄——Workbench含斜拉索&橋梁&小車行駛過程數值模擬
駛過程數值模擬
駛過程數值模擬
今天學習的案例是Workbench含斜拉索&橋梁&小車行駛過程數值模擬。難點是小車行駛過程中整車產生的重力引起的輪胎變形的不同等效形式和復雜時域載荷如何施加到系統模型當中。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統的構建
導入模型如圖所示。
1.2材料模型系統的構建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統的構建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關系：轉動、固定和移動
1.3.3網格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉動副
2.2位移邊界條件
2.3求解設定
時間0.1s，初始步數25，最小步數20，最大步數250，打開大變形。
下面是本案例的思維導圖。
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專家解答 | GMS地下水數值模擬、地面沉降數值模擬實踐技術應用與案例分析
通過對案例模型的實操強化培訓，不僅使學員掌握地下水數值模擬軟件GMS10.1的全過程實際操作技術的基本技能，而且可以深刻理解模擬過程中的關鍵環節，以解決實際問題能力。同時為滿足環評從業人員進一步加強地下水數值模擬以解決《環境影響評價技術導則－地下水環境》（HJ 610－2016）實施過程中的困難。
培訓目標：
1.掌握GMS的建模流程，包括三維地質結構建模、直接建模及概念模型建模，熟悉軟件的基本操作。
2.掌握GMS基本模塊TIN、Solids、Modflow2000/2005、MT3DMS、MODPATH、PEST、SEAWAT在模擬地下水流動、地下水溶質運移、質點運移和海水入侵模塊的應用過程。
3.掌握GMS模型輸出數據的處理，相關圖件的編制和模擬結果的三維可視化展示。
4.能夠利用數值模型進行均衡計算和地下水資源量評價。
5.領會最新地下水環境影響評價導則（HJ 610-2016），掌握地下水環評報告的撰寫提綱和撰寫要點。
6.通過手把手的5個實例操作指導和面對面討論交流，使學員能夠全流程掌握數值模擬方法，并能夠對模擬中出現的問題進行快速診斷處理。（請提前配置學習所需軟件環境，所需自備）
課程內容詳情
學時與證書頒發：
參加會議的學員可以獲得《地下水建模及環評技術應用》專業技術培訓證書及學時證明，上網可查。
展開 【降落傘數值模擬】超音速降落傘流固耦合數值模擬
可利用XFlow軟件模擬流體運動，Abaqus軟件模擬降落傘的受力和運動，兩者結合來模擬真實情況下超音速降落傘的流固耦合運動。 下圖為數值模擬結果。
（1）當馬赫數為1.5時，超音速降落傘流固耦合數值模擬渦量變化結果：
（2）當馬赫數為0.3時，超音速降落傘流固耦合模擬結果流場變化結果：
！！文章內容轉自微信公眾號“云數仿真”，更多精彩內容，請關注微信公眾號。
【數值模擬】基于CEL方法的戰斗部動爆對建筑目標毀傷效果數值模擬
在此借助強大的工程模擬軟件—Abaqus，采用了CEL（Coupled Eulerian-Lagrangian）方法，對相關案例進行了深入的數值模擬研究。
CEL方法描述
CEL 即耦合的歐拉-拉格朗日方法。這種方法結合了歐拉方法和拉格朗日方法的優點，既可以處理大變形問題，又可以精確模擬物質的流動和混合。在爆炸、沖擊等極端條件下，CEL 方法能夠有效地模擬物質的動態響應和毀傷過程。
戰斗部動爆是指戰斗部在高速運動狀態下發生的爆炸現象。這種爆炸產生的沖擊波具有瞬間、高壓、高速等特點，能夠對周圍環境中的建筑物和人員造成嚴重的破壞和傷害。通過 CEL 方法的數值模擬，可以清晰地看到建筑物在沖擊波作用下的變形、破裂和崩塌過程。
建立模型
建立典型建筑物目標及彈藥幾何模型，樓房為全模型，高度約為14.6 m，示意如圖 1 所示。彈體簡化為殼體和炸藥(紅色填充物)兩部分，如圖 2 所示。導彈末端速度設置為100m/s。為方便查看，隱去了空氣域模型。由于爆炸點距離地面較遠，因此將地面看作剛體以簡化計算流程，設定戰斗部與建筑物墻體碰撞后引爆。
圖1 建筑物幾何模型
圖2 彈體幾何模型
混凝土損傷塑性模型
炸藥采用JWL狀態方程描述，戰斗部殼體參數參考了常見戰斗部材料公開數據，混凝土采用常見的混凝土損傷塑性模型(CDP)，強度選擇C30標準。CDP模型是通過將各向同性下損傷彈性與拉伸和壓縮塑性相結合的方式來對混凝土的非彈性行為進行描述的，同時考慮了由于拉、壓塑性應變導致的彈性剛度的退化，可用于模擬混凝土在任意荷載作用下的受力及破壞情況。
展開 【CFD數值模擬算例】水面浮體（浮式風電塔）與波浪的流固耦合動力響應數值模擬
2、波浪模擬
使用譜分析方法或其他波浪生成技術，模擬實際海洋環境中的波浪。
調整波浪參數，如波高、波長、周期等，以匹配實際條件。
3、流固耦合分析
設置浮體與流體之間的交互邊界條件。這通常涉及到動網格技術，以適應浮體的運動。
應用合適的數值方法，如有限元法(FEM)或有限體積法(FVM)，解決流固耦合方程。
4、動力響應計算
求解浮體的運動方程，得到其位置、速度和加速度隨時間的變化。
分析浮體的動力響應，包括振幅、頻率和響應譜等。
5、結果可視化與驗證
使用可視化工具，展示浮體的運動軌跡、波浪形態和流體動力變化。
通過與實驗數據或其他可靠來源的對比，驗證模擬結果的準確性。
6、參數化與優化
改變浮體的幾何參數、材料屬性或運行條件，觀察其對動力響應的影響。
基于數值模擬結果，提出浮式風電塔設計的優化建議。
7、模擬報告與文檔
編寫詳細的模擬報告，記錄模型設置、方法、結果和結論。
整理相關的文檔和腳本，確保模擬過程可重復和可追溯。
通過這些步驟，可以對水面浮體（如浮式風電塔）與波浪的流固耦合動力響應進行詳細的數值模擬，以支持工程設計和決策。
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展開 【CFD數值模擬算例】船舶運動數值模擬自動化智能化方法
船舶運動數值模擬自動化智能化防范
【計算軟件】OpenFOAM開源平臺
【仿真平臺】自建高性能計算集群
【算例說明】基于OpenFOAM流體力學開源軟件提出了船舶運動值模擬自動化和智能化方法，可使計算流程自動完成；通過逐個分析不同參數的影響，智能化分析多工況數值模擬結果和大數據平臺，可得到優化的計算參數，從而使數值模擬的人工處理部分最大限度地減少，同時計算過程達到最大程度地簡化，數值計算結果可靠，可滿足工程應用的需求。自動化和智能化處理的概念和方法，也可用于其他數值模擬領域。
【工程應用】船舶阻力、螺旋槳敞水、船槳舵自航等
【創新貢獻】自動化計算流程（一鍵計算）+智能化計算參數優化
【算例文件】關注微信公眾號“云數仿真”進行咨詢或聯系jianchen122004@126.com
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展開 ABAQUS—鋼管混凝土梁柱節點滯回分析
__biz=MzUxMjk4NDgzNw==&mid=2247484076&idx=4&sn=dbe04baf454fda46ce87459f4639a987&chksm=f95d50c6ce2ad9d0a5da140732208a7de889ab16aaf7d518c46fb7d14fc531066bf349faec3a&scene=21#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(0, 128, 255);"><strong>ABAQUS-節點擬靜力試驗數值模擬</strong></a></p><p><a href="http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUxMjk4NDgzNw==&mid=2247484044&idx=1&sn=36681059ad041930ebe8d44240c14d60&chksm=f95d50e6ce2ad9f0229bd0a7de4ecdeaf823b5dc52efc0e50e6c3cee2c23b28a0258f2c0138b&scene=21#wechat_redirect" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(0, 128, 255);"><strong>ABAQUS-剪力墻擬靜力試驗數值模擬</strong></a></p><p><a href="http://mp.weixin.qq.com/s?
展開 Ansys workbench模擬背板靜力學分析 ￥29.9
</p><p><br></p><p>1.2 有限元法的特點</p><p>有限元法（FEM）已成為解決工程和科學問題的主流數值分析工具。相較于其他數值方法，有限元法展現出多個顯著優勢：</p><p>（1）對于實際工程中遇到的各種復雜形狀和非均質材料構成的實體結構，有限元法能夠提供精確的分析。這意味著，無論是流體動力學中的復雜流場，還是復合材料的應力分布，FEM都能夠有效地模擬和預測。</p><p>（2）FEM能夠模擬復雜的材料本構關系、施加的荷載以及邊界條件。例如，巖土工程中的滲流問題、初始應力和應變場，以及混凝土結構中的不均勻溫度場等，這些在實際物理模型中難以模擬的現象，都可以通過有限元法得到有效處理。</p><p>（3）有限元法在結構動態分析方面具有獨特優勢。在過去，科研人員主要針對靜力學問題進行精確求解，而對動力學問題的處理則相對困難。有限元法的出現極大地改善了這一狀況，使得結構動力學問題的精確求解成為可能。</p><p>（4）隨著預處理和后處理技術的不斷進步，FEM能夠對多種設計方案進行比較分析，并通過圖表及時展示計算結果。這不僅有助于優化設計方案，還提高了工程設計的效率和準確性。</p><p><br></p><p>1.3 有限元法分析過程</p><p>有限元分析的求解過程可概括為三個主要步驟：</p><p>步驟一：網格剖分（Meshing） 在這一步驟中，待求解的連續體區域被劃分為有限數量的元素，形成一個離散的集合。理論上，這些元素可以采取任意形狀。對于二維問題，常用的元素類型包括三角形和矩形；而在三維問題中，則通常采用四面體或多面體元素。每個元素的頂點稱為節點（或結點）。</p><p>步驟二：元素分析（Element Analysis） 在此階段，進行局部的分片插值。
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學習記錄——Workbench盤式制動器系統瞬態動力
學評估
駛過程數值模擬
駛過程數值模擬
今天學習的案例是Workbench盤式制動器系統瞬態動力學評估。難點是能量的輸入和輸出決定的是什么和當出現不合理的結果以后如何思考。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統的構建
導入模型如圖所示。
1.2材料模型系統的構建
密度：980
楊氏模量：110e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統的構建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關系：轉動、固定和移動
1.3.3網格劃分
2.求解
2.1載荷邊界條件
轉動副
2.2位移邊界條件
2.3求解設定
時間0.1s，初始步數25，最小步數20，最大步數250，打開大變形。
下面是本案例的思維導圖。
abaqus擬靜力模擬
abaqus怎么創建螺釘實體單元
新型鋼網鏤空心樓板試驗、模擬及理論研究 (數值模擬部分)
在荷載增大后，數值模擬的所采用的簡化假定與構件的實際狀態相近，兩者得到的位移趨于一致。而由于數值模擬中未考慮鋼網鏤細鋼絲及鋼網鏤側壁的貢獻，使得模擬的鋼網鏤對其附近混凝土的約束較弱，這可能是有限元模擬得到的荷載-位移曲線后期剛度較小的原因。在14級荷載作用下，空心樓蓋板底的有限元等效塑性應變如圖4 (a)所示，試驗的裂紋分布如圖4 (b)所示，可見數值模擬與試驗得到的現象是較為接近的。綜述所述，所建立的有限元模型能較為準確地預測構件的剛度、變形和破壞現象。
圖3 試驗和數值模擬位移對比
圖4 14級荷載下空心樓蓋板底的試驗現象與數值模擬對比
5. 數值模擬結果分析
在有限元模型經過驗證后，可對數值模擬的結果進行細致的分析，研究裝配整體式帶肋鋼網鏤空心樓蓋的力學性能以及對結構進行優化。常見的結構優化及影響因素分析方法是參數分析，但對于大型有限元模型而言，這樣的方法是需要消耗大量時間和巨大計算成本的。本文利用應力應變云圖和結構各部件在加載過程中的塑性發展歷程進行定性和定量分析，抓住影響結構力學性能的主要因素及影響程度，以便更深入地研究結構的力學性能和快速地進行結構優化。
數值分析的主要結果如圖5所示。根據計算結果進行分析，可以得到如下結論：
（1）空心樓蓋的鋼筋設計是較為保守的。從而，鋼筋的優化方向為：減小框架梁縱筋和中肋梁及暗梁頂部縱筋的直徑。
（2）樓板的優化方向是提高混凝土性能或減小跨度。框架柱的優化方向是提高混凝土性能或增大頂底部截面面積。
（3）樓蓋板材料得到相當大程度的利用，若想繼續提高承載力，提高混凝土標號可能是有效的手段。由于框架柱僅頂底部出現一定范圍損傷，而中部較大區域的混凝土仍處于低應力狀態，從而將框架柱設計成啞鈴狀可能是有效提高承載力或降低材料使用量的手段。
圖5 空心樓蓋板計算結果
6.
展開 Abaqus—擬靜力試驗模擬的幾個點
（2）鋼筋除了用Isotropic外，也可用Kinematic和Combined，對模擬結果有不同的影響。
（3）材料管理器里修改混凝土損傷因子時，有時候修改了，但是軟件卻沒改變，建議修改完本構參數檢查一下。（個人感覺是軟件bug，不是我的軟件沒裝好）
（4）當在材料管理器里，混凝土定義了5個以上的塑性損傷參數時，即便你參數正確，軟件也會一直報如下錯誤。（個人測試）
DURING THE CONVERSION FROM CRUSHING TOPLASTIC STRAIN Abaqus FOUND NEGATIVE AND/OR DECREASING VALUES OF PLASTIC STRAINFOR MATERIAL MATERIAL-CONCRETE. VERIFY THAT THE DEGRADATION DATA UNDER *CONCRETECOMPRESSION DAMAGE IS CORRECT
2、Step設置
2.1、加載點設立set，在Create Histoty Output里輸出加載點的位移和力，從而繪制滯回曲線。（重要！！）
操作如下：
（1）首先在低周往復加載點處定義RP-1，將RP-1和加載面耦合。然后將RP-1定義為一個set（我定義的set名為DD）。
（2）點擊Create Histoty Output，Domain里選擇set，DD。
（3）計算完成后，在Create XY Data里點ODB histoty output（第一個），就有力和位移的數據了。點擊Plot可以繪圖，然后在Operate on XY data里可以用combine（X,X）繪制滯回曲線。
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