地震響應(yīng)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)進行自動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)對壓縮沒有反力，但對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 地震對結(jié)構(gòu)的作用方式
02 自動化建模方法
藍色：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個面（61個CLT板），204個有接觸和摩擦的邊緣，1543個離散元件代表9種連接構(gòu)件，211個板件連接。所有的組和連接區(qū)域都是自動生成的。
03 計算結(jié)果
線性模型
無摩擦接觸
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
低加速度時的兩種建模的差別
（左）直接連接，（右）有接觸和摩擦
（左）時變場驗證，（右） 累計場驗證
04 結(jié)論與展望
檢驗的應(yīng)力場包括：
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)果由真實比例的實驗測試驗證。
展開 Abaqus模擬 | 響應(yīng)譜法求解結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)
響應(yīng)譜分析是一種頻域分析法，本質(zhì)上可以看作為結(jié)構(gòu)各階模態(tài)的一種線性疊加，必須是要基于模態(tài)分析的結(jié)果。
它表示的是結(jié)構(gòu)受迫振動的振幅和激勵力頻率之間的關(guān)系，當(dāng)然，這里的激勵力不一定是按照力的形式，也包含位移、速度、加速度的形式，通常我們采用加速度多一些，最后可確定在地震作用下結(jié)構(gòu)的最大振幅，及對應(yīng)頻率。
響應(yīng)譜分析不能反應(yīng)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的全過程；僅限于彈性階段，不能給出各構(gòu)件進入彈塑性變形階段的內(nèi)力和變形狀態(tài)，無法找出結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)；主要適用于規(guī)則結(jié)構(gòu)，不適用于不規(guī)則結(jié)構(gòu)。
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展開 ANSYS workbench石油井架地震響應(yīng)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)石油井架模型的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)地震響應(yīng)分析相關(guān)的分析步的建立
3、學(xué)習(xí)地震響應(yīng)分析相關(guān)的約束條件的建立
4、學(xué)習(xí)地震響應(yīng)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 石油井架地震響應(yīng)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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地震勵振的頻率響應(yīng)分析
地震勵振的頻率響應(yīng)分析.part1.rar
地震勵振的頻率響應(yīng)分析.part2.rar
地震勵振的頻率響應(yīng)分析.part3.rar
結(jié)構(gòu)地震波作用下的頻率響應(yīng)模擬 ￥400
本案例仿真了一結(jié)構(gòu)在一側(cè)受到低頻振動作用下的頻率響應(yīng)結(jié)果，如圖1所示。
圖1 仿真結(jié)果
ABAQUS UEL 二次開發(fā)（Koyna混凝土壩地震動力響應(yīng)分析）
將以上三種單元應(yīng)用到Koyna混凝土壩地震動力響應(yīng)分析中，對比壩體關(guān)鍵點數(shù)據(jù)，驗證三種單元的計算結(jié)果吻合良好。
（一）模型基本信息
（1）材料信息
壩體彈性模量：E = 31027 MPa，泊松比：0.15，密度：2643 kg/m3。
壩體尺寸
（2）網(wǎng)格信息
模型網(wǎng)格
采用四節(jié)點單元離散壩體，共計1891個節(jié)點，1800個單元。
（二）Koyna混凝土壩模態(tài)分析
模態(tài)分析時將壩體底部設(shè)置固定邊界，約束雙向位移。
“ABAQUS”代表軟件自帶的四節(jié)點單元計算結(jié)果，“ABAQUS-CPS4”指的是用UEL實現(xiàn)的四節(jié)點單元計算結(jié)果，“UEL-SBFEM”指的是用UEL實現(xiàn)的SBFE單元計算結(jié)果，與“Chopra and Chakrabarti (1973)”的結(jié)果進行對比，可以看到三者計算精度基本保持一致。
第1階模態(tài)云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
第2階模態(tài)云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
第3階模態(tài)云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
第4階模態(tài)云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
（三）Koyna混凝土壩地震動力響應(yīng)分析
在壩體底部邊界輸入加速度時程（地表水平向、豎直向加速度地震動記錄見附件）。
展開 混凝土重力壩在地震載荷下的響應(yīng)分析
ABAQUS_混凝土重力壩在地震載荷下的響應(yīng)分析.pdf
ABAQUS UEL 二次開發(fā)（Koyna混凝土壩地震響應(yīng)計算）
概述：以Koyna混凝土壩為對象進行地震響應(yīng)計算。將自編的八節(jié)點UEL和二十節(jié)點UEL應(yīng)用到計算中。分別進行了混凝土壩模態(tài)計算和地震時程計算。
其中，在模態(tài)計算中共設(shè)置四種計算工況，分別為：ABAQUS-C3D8、UEL-C3D8、ABAQUS-C3D20、UEL-C3D20。
在地震時程計算中設(shè)置兩種計算工況，分別為：ABAQUS-C3D8、UEL-C3D8。
計算結(jié)果表明，自編UEL與ABAQUS自帶單元結(jié)果一致。
（）模型信息
Koyna混凝土重力壩位于印度孟買東南200 km處，1967年12月11日，Koyna混凝土重力壩遭受里氏6.5級的地震（Koyna地震），該地震給大壩和水電站等水工建筑帶來了巨大的損壞，給下游數(shù)十萬居民的人身生命財產(chǎn)安全造成了巨大損失，該大壩地震案例事后成為諸多學(xué)者進行地震作用下壩基動力相互作用、混凝土材料的動態(tài)力學(xué)性能等領(lǐng)域研究的對象。
Koyna混凝土重力壩的橫斷面尺寸如下圖：
該壩壩高113 m，壩頂寬度14.8 m，壩底寬度70 m，正常蓄水位91.75 m，壩基尺寸分別取向上游、下游延伸兩倍壩高，向地基方向同樣延伸兩倍壩高，向橫河向延伸20 m，最終的三維幾何模型示意圖如下圖：
采用六面體單元離散，有限元計算模型如下圖：
該模型的壩體和壩基共計用17950個六面體單元，其中壩體5000個，壩基12950個，壩基的網(wǎng)格采用疏密漸進過渡的方式避免計算結(jié)果在網(wǎng)格突變處不連續(xù)。
展開 『分享』隨機剪切柱在地震激勵下的演變隨機響應(yīng)
隨機剪切柱是指固連于地面的剪切柱的某些物理參數(shù)是隨機變量,該模型在Niigata 地震激
勵下的響應(yīng)屬于演變隨機響應(yīng)。本文將新近發(fā)展起來的演變隨機響應(yīng)問題的統(tǒng)一解法,推廣到用
于求解隨機結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)問題。首先用這一方法求出每個樣本結(jié)構(gòu)的隨機響應(yīng),然后用Monte
Carlo 法來進一步求隨機結(jié)構(gòu)的集合隨機響應(yīng)特性。這樣,與單純用Monte2Carlo 法進行數(shù)字模擬
相比,可使計算工作量大為減少。本文用隨機剪切柱的演變隨機響應(yīng)問題加以說明
隨機剪切柱在地震激勵下的演變隨機響應(yīng).pdf
展開 基于多面體比例邊界有限元法的混凝土壩地震響應(yīng)分析
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展開 GeoStudio工程應(yīng)用實例之76 San Fernando大壩上游壩體地震響應(yīng)分析
GeoStudio工程應(yīng)用實例之76 San Fernando大壩上游壩體地震響應(yīng)分析（中仿視頻操作和中文PPT說明文件）
資料來源：
中仿科技
文件大小：
35MB
文件語言：
簡體中文
推薦級別：
下載次數(shù)：
總: 40 今日: 1 本周: 34 本月: 5
美國南加利福尼亞在1971年時遭遇了一場大地震，位于該地區(qū)的San Fernando大壩上游壩體在地震中受到了一定程度的破壞。本例即通過模擬大壩在地震中的動力響應(yīng)來展示QUAKE/W在這方面的應(yīng)用。 模型剖面圖如下所示：
點擊下載：http://www.cntech.com.cn/down/h000/h03/1243239418d3665.html
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技術(shù)鄰周報Q15：ANSA/地震動響應(yīng)/iSolver/子程序/SaaS/結(jié)構(gòu)抗震/3DCS...
3、搖擺平臺地震動響應(yīng)仿真及分析
作者：
C乘風(fēng)破浪
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1822063
搖擺式平臺結(jié)構(gòu)是一種自定心底座的搖擺系統(tǒng)，通過結(jié)構(gòu)底部的獨立柱的抬升和搖擺運動，將上部結(jié)構(gòu)與地面強激勵運動進行隔離。本案例基于ABAQUS 6.13建立了搖擺臺結(jié)構(gòu)，并仿真了200次地震運動下動力響應(yīng)。通過案例的分析發(fā)現(xiàn)單元類型、網(wǎng)格尺寸和最大時間步長對模型結(jié)果影響微乎其微，然而接觸算法的選擇將會大大影響分析的穩(wěn)定性。此外，摩擦系數(shù)的假定值以及接觸界面的相對剛度之間的差異對結(jié)構(gòu)搖擺開始后的動態(tài)響應(yīng)產(chǎn)生較大影響。
4、基于ABAQUS子程序UAMP編程實現(xiàn)水平井分段多簇壓裂流量動態(tài)分配
作者：
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鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1822163
隨著非常規(guī)油氣資源開發(fā)的興起，水平井分段多簇壓裂的作用愈加重要。為了實現(xiàn)致密儲集層高效開發(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擴大儲集層泄流面積。但生產(chǎn)測井?dāng)?shù)據(jù)表明，30%甚至更多的射孔簇對產(chǎn)量沒有貢獻。儲層的改造體積將顯著影響低滲透儲層增產(chǎn)效果，水平井壓裂段、簇數(shù)的不斷增加將使得油氣產(chǎn)量得到顯著提升。目前對水平井分段壓裂的裂縫間距及擴展規(guī)律缺乏足夠的認識，尤其缺乏對于流量動態(tài)分配的研究，這對于有效設(shè)計壓裂施工以獲得儲層最大化開采具有重要意義。
展開 EDF開源CAE | Code_Aster 對層壓木質(zhì)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)進行自動化非線性建模中的應(yīng)用
該軟件包含多種本構(gòu)關(guān)系模型（彈性、彈塑性、彈粘塑性、輻射下的燃料棒和金屬等），能夠處理線性和非線性問題（接觸、摩擦、斷裂力學(xué)，地震分析等），同時也可被用于土木工程結(jié)構(gòu)的性能分析，微觀尺度的晶粒計算，幾乎涵蓋了核工業(yè)涉及的所有固體力學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。該軟件的模型、算法和求解器自面世以來一直在不斷地提升和完善中。
2008年末，法國電力集團將code_aster與圖形操作模塊整合，開發(fā)出了用戶界面友好的開源軟件Salome_Meca，使得code_aster在使用代碼處理研究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了可視化圖形操作功能。
01
研究背景
本次研究對象木質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種傳統(tǒng)材料其實有著顯著的各向異性。使用木頭制作的交叉層壓板（圖2），即CLT板同樣具有各向異性。CLT板材在兩個主方向上有不同的抗彎剛度和平面穩(wěn)定性，在墻面和地板的建造中都有使用。
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)對壓縮沒有反力，但對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。
展開 基于Hyperworks和LSDYNA的擠壓仿真 附ls-dyna地震仿真下載
下載地址：ls-dyna地震仿真
【數(shù)值仿真】海上浮式風(fēng)力機動力響應(yīng)分析與數(shù)值仿真關(guān)鍵技術(shù)研究
圖3 浮式基礎(chǔ)水動力模型
圖4 波浪入射方向為0°時的一階波浪載荷傳遞函數(shù)
動力響應(yīng)分析
建立海上浮式風(fēng)力機數(shù)值仿真模型,計算極端停機工況下浮式風(fēng)力機的運動響應(yīng)。環(huán)境載荷方向的定義如圖5所示。環(huán)境參數(shù)具體數(shù)值為:50年一遇風(fēng)速60m/s;有義波高12m,譜峰周期14.4s,譜峰因子2.2;表面流速2.18m/s。風(fēng)浪方向均為0°,表面流向為-180°,模擬時間為3600s。計算結(jié)果如圖6所示。
圖5 環(huán)境載荷方向定義坐標(biāo)系
圖6 極端停機工況下浮式風(fēng)力機運動響應(yīng)
參考文獻：曲曉奇,李紅濤,唐廣銀等.海上浮式風(fēng)力機動力響應(yīng)分析與數(shù)值仿真關(guān)鍵技術(shù)研究[J].海洋工程裝備與技術(shù),2023,10(02):72-78.
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