倒塌模擬的案例
砌體結構地震作用倒塌開裂數值模擬
兩個簡單的例子，主要模擬地震作用下砌體結構的倒塌或者開裂。說是地震作用，其實是靜力作用，因為地震激勵本身不是這兩個案例研究的對象 和焦點，兩個案例均屬于概念性計算，不必深究具體參數（如幾何尺度、材料參數等）的精確性，但也不會差得太遠。兩個案例均屬于試算性質，目的在于探討一種方法模式的可行性，計算結果大體規律還不算差，因此與大家分享（也鑒于個別論壇網友私下多有疑問，因此算是一并做一個解答參考）
思路說明 ：
1、兩個計算模型（附件壓縮包），一個作墻體開裂分析，一個做墻體坍塌計算（采用隱式方法）
2、墻體開裂模型，鑒于目前并無完整的關于砌體本構模型的數據（也可能是我沒有找到，如有朋友擁有，愿不吝賜享），因此采用了類似的混凝體開裂本構模型，但具體材料參數，如開裂強度、抗壓強度、彈性模量，大致參考相關砌體規范資料.
3、墻體坍塌模型，采用了adina雙線形彈塑性模型（具有斷裂特征），斷裂點根據規范參數計算。
4、若干個關于復雜非線性計算收斂的控制參數，模型中一并設置完好，供參考，為防止信息丟失，模型為idb格式，8.4.2版本，共4個壓縮包。
最后說明：這兩個案例僅為大家提供思路之用，如果從學術角度或者技術角度審視，歡迎私下交流。
磚墻崩塌
磚墻裂縫.
磚墻倒塌模擬動畫
磚墻裂縫發展動畫
計算模型
計算模型.part01.rar
計算模型.part02.rar
計算模型.part03.rar
計算模型.part04.rar
展開 abaqus模擬磚堆倒塌
abaqus模擬磚堆倒塌
有限元+虛擬現實 | 河源東江大橋垮塌模擬的高真實感展示
如此一來，圖2的模擬結果肯定不能很好的滿足橋梁事故調查的需要，所以我們還需要設法模擬倒塌碎片的運動，有效提高橋梁倒塌過程模擬的真實感。
6、7年前，我們提出可以利用基于GPU計算和物理引擎的離散體模擬方法來模擬碎片運動，從而提升橋梁倒塌過程的真實感。具體實現手段是當橋梁構件破壞失效后，將破壞失效的構件有限單元轉化成非連續碎塊模型（圖3）。然后利用基于GPU計算和物理引擎的離散體模擬方法來模擬碎片的運動過程。
(a) 倒塌碎片的理論原理
(b) 無倒塌碎片模擬效果
(c) 包括倒塌碎片模擬效果
圖3 橋梁倒塌過程中殺死單元轉化成碎塊模型
在碎片的運動過程中，需要深入考慮碎片和原結構、其他碎片，以及地面之間相互接觸行為的模擬方法。并通過碎片的聚類算法進一步提高模擬效率。從而實現結構-碎片運動過程的高效、真實感模擬。
利用上述技術，我們對東江大橋的倒塌過程進行了可視化（圖4），相比于有限元軟件模擬結果（圖2），真實感得到了大幅提升。
(a) GIF動畫
圖4 包括倒塌碎片特效的模擬結果
此外，橋梁倒塌過程的高真實感展示還可以進一步結合虛擬現實（VR）（圖5），實現倒塌模擬場景內部的實時漫游，對倒塌全過程進行多角度觀察。
圖5 虛擬現實（VR）視圖
相關成果可參閱：
[J1] Xu Z (許鎮), Lu XZ, Guan H, Lu X. Progressive-collapse simulation and critical region identification of a stone arch bridge.
展開 超大型鋼筋混凝土冷卻塔龍卷風致倒塌仿真分析
圖6 冷卻塔與龍卷風不同相對距離的凈平均壓力系數分布曲線
龍卷風致倒塌
由于結構倒塌涉及到材料的非線性和結構的非連續破損失效，在物理風洞試驗中難以模擬，因此本文對冷卻塔在龍卷風作用下的倒塌過程進行了數值仿真模擬。首先通過對比冷卻塔在地震作用和其他意外荷載作用下的物理模型試驗和數值模擬結果，驗證了所采用有限元模型的精度和可靠性。
圖7 冷卻塔三維有限元分層殼和鋼筋網精細化模型
龍卷風加載與倒塌過程模擬
龍卷風加載過程如下：
圖8 冷卻塔加載龍卷風氣流條件測壓試驗
倒塌過程動畫演示如下：
圖9 冷卻塔三維有限元倒塌數值仿真模擬
龍卷風致冷卻塔倒塌與切向氣流作用的迎風區域周向裂縫出現和發展密切相關。此外，龍卷風的旋渦效應導致塔殼出現斜裂縫，導致整個塔殼的結構破壞。當冷卻塔位于龍卷風渦核半徑位置時，更容易坍塌（如圖10）。
圖10 不同旋流比下的臨界倒塌切向風速
破壞過程中裂縫的產生和發展會導致結構整體剛度的退化。圖11顯示了初始冷卻塔和開裂過程冷卻塔前十階固有頻率的對比。
展開 
Lsdyna冷卻塔倒塌模擬 ￥69
圖 1 倒塌工況布局
圖 2 冷卻塔支架刪除
圖 3 冷卻塔倒塌過程云圖
注：付費部分為k文件。
RC框架的倒塌模擬
1、建模方法
2、接觸分析
3、收斂性講解
4、后處理分析
可加QQ詳聊：1269282050
ansys/ls-dyna作業 ￥30
自己煙囪倒塌模擬仿真作業，包括全過程文字介紹以及步驟截圖，一共28頁，送k文件。數據文件由ansys15.0制作，如有需要一并奉送。
帶填充墻的RC框架的倒塌模擬
1、填充墻的建模方法
2、填充墻和砂漿的材性設置
3、收斂性調試
4、后處理分析
感興趣可加QQ：1269282050
LSDYNA-地震載荷下建筑物倒塌模擬
1. 工況介紹
圖 1 三層建筑物
圖 2 五層建筑物
圖 3 七層建筑物
2. 地震載荷
圖 4 x方向節點加速度
圖 5 y方向節點加速度
圖 6 z方向節點加速度
3. 仿真結果
離散元pfc巖土力學仿真應用技術
大概內容：
一、離散單元法及PFC基本原理
二、PFC5.0基礎：簡單的數值建模與分析
三、FISH語言：邁向高級模擬的必備技巧 實例分析 三軸試驗的模擬與分析 散粒體各向異性力學性質分析手段與技術
四、高級模擬：復雜數值模型技巧與分析 實例分析 巖石破裂的聲發射模擬與數學分析 顆粒形狀對其力學性質的影響與分析 等效巖體技術與應用實例
五、高級應用Ⅰ：流固耦合與離散-連續耦合分析 實例分析 DARCY滲流實例分析 PFC-FLAC耦合實例分析 樁-土相互作用的離散連續耦合實例分析
六、高級應用Ⅱ：巖土基本力學性質研究
5.1 基本數值試驗
5.2 土的強度與應力-應變關系分析：真三軸試驗模擬
5.3 顆粒破碎模擬分析
5.4 巖石破裂試驗模擬分析
5.5 循環單元試驗中荷載與排水條件的控制
5.6 巖土各向異性力學性質與組構發展分析
七、高級應用Ⅲ在工程實踐中的應用分析 實例1：堆石壩碾壓工程模擬分析
實例2：邊坡工程模擬分析
實例3：地下工程模擬分析
實例4： 建筑結構地震倒塌模擬分析
電話：13522797150
吳熠燦
展開 2024影響力大賽獲獎（暨以前多次賽事）——不問出處（每個人都是自己的英雄）
2024年影響力大賽證書
2024年影響力大賽獎杯
2024年影響力大賽6件套
Ansys2024全球仿真應用大賽
Ansys2020仿真大賽
LSdyna2019創新仿真大賽
不問出處：每個人都是自己的英雄（共勉）
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PS：很多同學一直催著的梁殼（積分梁+分層殼）單元倒塌課程即將推出，敬請關注哈，學會了之前的鋼筋混凝土實體單元+這次的梁殼組合單元（計算速度比實體快很多很多），就更加完美了哈
《基于LS-DYNA積分梁&Mat172分層殼單元無支撐鋼框架地震作用下倒塌模擬》
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【7月1-3日 武漢】基于LS-DYNA沖擊與碰撞經典案例專題培訓
背景介紹
LSDYNA是一個能夠模擬真實世界中復雜問題的通用顯示有限元軟件，廣泛應用于汽車行業（汽車碰撞，乘客安全），制造（板料成型，鍛造），國防（武器設計，爆炸過程，穿甲），航空（鳥撞，結構失效），電子（跌落），以及結構分析（地震，混凝土建筑）等。LSDYNA是顯式動力學程序的鼻祖和先驅，在該領域仍然無出其右者。
課程由淺入深，介紹了DYNA軟件的基本知識和內容，并從跌落分析，碰撞分析，侵切分析，板料成型，復雜接觸案例，切割模擬，倒塌模擬等多個方面進行講解，讓學生從零基礎快速掌握dyna的經典案例模擬。
適合人群
dyna軟件初學者，有一定經驗的仿真工程師，學生等。
講師介紹
周游
技術鄰專家頁面：https://www.yqgqt.org.cn/z/1586
中南大學機械設計碩士，承接過高校教師，企業科研項目，咨詢公司等眾多仿真設計項目，曾就職于三一重工股份有限公司，在三一專業從事有限元仿真5年，仿真研究在三一曾獲科技創新獎，并通過仿真大大提高了某些機械工作效率，降低企業成本，在司完成仿真工作500多項；與中南大學，國防科技大學，海軍航空工程學院，長安大學，北京理工大學等眾多高校老師進行過相關項目合作，并和某些咨詢公司，領航科工教育等公司進行過相關項目合作，完成包括斷裂疲勞分析，碰撞分析，爆破分析，流固耦合，熱固耦合等各種類型分析項目，具有豐富的仿真經驗。
時間地點
時間：2019年7月1日-7月3日
地點：武漢（具體地址將會在會議開始前一周另行通知）
培訓大綱
課程優勢
結合大量具體分析案例，進行step by step講解，由淺入深，且案例涉及面較廣，可以從培訓中快速掌握dyna的使用技巧。
展開 建筑結構動力彈塑性與倒塌分析的參數化建模軟件PA-TRANS
鋼筋混凝土框架剪力墻結構倒塌過程仿真
對2011年2月11日新西蘭地震中倒塌的the Pyne Gould Corporation (PGC) 辦公樓進行倒塌過程模擬分析。該結構是鋼筋混凝土框架剪力墻結構，始建于1964年，后經多次加固改造。該結構的原貌與倒塌后形態見圖5.7與5.8。圖5.9為按目擊者描述給出的結構倒塌過程。
分析模擬時，首先采用PKPM進行結構建模、配筋計算，模型相比實際結構有所簡化；隨后采用建筑結構參數建模軟件PA-TRANS將PKPM軟件中的設計模型轉換至ABAQUS模型，并采用隱式、顯式分析模型接力計算。圖5.10為模擬計算得到的結構倒塌過程。可以看出，二者的破壞位置與倒塌過程較為接近，誤差原因可能是計算模型與實際結構有所差異、計算中未考慮構件剪切破壞所致。
圖5.7 PGC辦公樓原貌
圖5.8 PGC辦公樓倒塌后的破壞形態
圖5.9 實際結構倒塌過程
圖5.10 模擬結構倒塌過程
六、 結論
1. PA-TRANS程序能夠按按工程分析需求實現復雜建筑結構的有限元參數化建模，使得工程師較為方便地使用ABAQUS軟件進行復雜建筑結構的動力彈塑性分析乃至倒塌過程模擬。
2. 配套的“基于ABAQUS平臺的鋼與混凝土單軸材料本構模型SJZU-CSUNIAXIAL”能夠較為準確地描述鋼筋混凝土梁柱、剪力墻構件的滯回性能。
3. 通過PA-TRANS程序轉換得到的ABAQUS結構模型在結構總質量、自振周期、振型等結果與原PMSAP模型計算的結果均能夠很好地吻合，PA-TRANS程序可用于復雜建筑結構模型的轉換。
4. 采用PA-TRANS程序能夠進行結構倒塌過程模擬，且模擬結果與實際結構的破壞位置、破壞順序與倒塌過程較為接近。
展開 【官方授權】DYNA線下培訓招生啦！復合材料/整車碰撞/爆破/沖擊等應有盡有！
具有豐富的數值模擬經驗。
培訓簡介：課程定位CFRP/GFRP復合材料以及流固耦合相關知識。首先串講了LS-DYNA（包含顯式動力學和隱式動力學的區別，k文件的核心結構，質量縮放原理等），接著展開CFRP/GFRP復合材料模擬篇，針對復雜復合材料的鋪層設置、本構關系，失效準則剛度折減，內聚力單元/行為等問題進行系統講解；第二天圍繞流固耦合問題，重點介紹目前大家比較關系的遠場邊界、流體區域初始化、造波、漂浮以及動態擾動問題。以具體案例由淺入深，帶你了解和掌握LS-DYNA在復合材料和流固耦合方面比較深入的知識。
培訓詳情：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/433148
基于LS-DYNA沖擊與碰撞經典案例專題培訓
講師介紹：周游，與中南大學，國防科技大學，海軍航空工程學院，長安大學，北京理工大學等眾多高校老師進行過相關項目合作，完成包括斷裂疲勞分析，碰撞分析，爆破分析，流固耦合，熱固耦合等各種類型分析項目，具有豐富的仿真經驗。
培訓簡介：課程由淺入深，介紹了DYNA軟件的基本知識和內容，并從跌落分析，碰撞分析，侵切分析，板料成型，復雜接觸案例，切割模擬，倒塌模擬等多個方面進行講解，讓學生從零基礎快速掌握dyna的經典案例模擬。
培訓詳情：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/433357
LS-DYNA爆破沖擊案例培訓
講師介紹：葉小軍，南京理工大學武器系統與運用工程專業，工學博士。現在高校從事武器彈藥設計及仿真的科研與教學工作，高級爆破工程師。十年的LS-DYNA使用經驗，先后承擔過某含能破片戰斗部的設計及作戰效能的仿真、某穿甲戰斗部的設計及作戰效能的仿真、某橫向效應彈的設計及作戰效能的仿真、九景高速某隧道工程的爆破設計及爆破振動仿真等項目。
展開 用戶作品賞析 | 基于Ansys/LS-DYNA框剪結構爆破倒塌仿真分析
實際工程倒塌過程如圖11所示，從圖中的倒塌形態可以看出，起爆1s左右（如圖11a），結構發生一定程度的傾斜，后面的填充墻開始破壞；在3s左右框剪結構切口上沿觸地閉合完成后坐（如圖11b），隨后繞著觸地點偏轉倒塌（如圖11c），最后形成爆堆，這與方案一（如圖5a）中的整體式模型的倒塌結果很相似。
爆堆范圍的數值模擬結果與現場結果的參數對比見表7。結果表明，兩種結果的爆堆范圍偏差在10%左右，直接證明了數值模擬的重要參考價值。
表7 爆堆范圍對比
圖11框剪結構倒塌過程
結論
通過對17層框剪樓房的拆除爆破倒塌過程的數值模擬優化分析，得出以下幾點結論：
（1）整體式模型中，若采用三角形切口，當三個爆破區段的延期時差相同，但第二爆破區段把整排（B排）立柱同時爆破刪除時，由于最后排支撐立柱的側向約束較小，在偏心荷載的壓力下，最后排立柱容易被壓屈，并且形成的偏心彎矩較第二爆破區段只刪除底層立柱小，從而前傾速度也相應偏小。
（2）整體式模型中，若采用梯形切口，當延期時差相同，第二爆破區段（B軸立柱）爆破高度增加，即由三角形切口變為梯形切口時，在切口全部形成后，結構倒塌過程中，梯形切口以上部分形成附加的偏心彎矩較三角形切口小，切口觸地時前傾速度比三角形切口小。
（3）大高寬比框剪結構爆破拆除宜采用三角形切口，倒塌過程中三角形切口中的中間立柱形成的附加彎矩較梯形切口大，可以增加前傾速度利于結構倒塌；同時合理設置各爆破段起爆延期時差，對取得良好爆破效果起到重要作用。
[參考文獻]
[1] 賈永勝,謝先啟,姚穎康,孫金山. 高層建筑物折疊爆破拆除關鍵技術參數探討[J].
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