地應(yīng)力
關(guān)注創(chuàng)建者：Xu_DY 創(chuàng)建時(shí)間：2017-03-03
地應(yīng)力的視頻教程
ABAQUS地應(yīng)力平衡方法
介紹了： 1.地應(yīng)力平衡的目的； 2.地應(yīng)力平衡的幾種方法及其適用場景； 3.地應(yīng)力平衡的計(jì)算流程； 4.地應(yīng)力平衡降低位移最大值的方法； 5.地應(yīng)力平衡最大位移允許值的含義與用處； 6.地應(yīng)力平衡收斂方法； 7.地應(yīng)力平衡合理性檢查
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地應(yīng)力下單孔循環(huán)爆破
本視頻將完全重啟動(dòng)技術(shù)和地應(yīng)力結(jié)合，模擬深部巖石單孔的循環(huán)爆破過程。本視頻基于主頁中展示的之前錄制的“地應(yīng)力對(duì)巖石破裂的影響”案例實(shí)現(xiàn)單孔循環(huán)爆破，視頻中4-9即為主頁中展示的“地應(yīng)力對(duì)巖石破裂的影響”案例，10-14為“完全重啟動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)單孔循環(huán)爆破”案例。
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【13】基于ANSYS的巖體初始地應(yīng)力反演
巖體初始地應(yīng)力場是影響隧道等地下工程圍巖穩(wěn)定的重要荷載，是其設(shè)計(jì)、施工時(shí)的首要考慮因素，而實(shí)測原位地應(yīng)力由于樣本稀少導(dǎo)致較難反映巖體初始地應(yīng)力場的宏觀分布規(guī)律，因此， 反演巖體的初始地應(yīng)力場是地下工程進(jìn)行穩(wěn)定性分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提條件。 本課程帶你從零開始到完全掌握基于ANSYS的地應(yīng)力反演分析。視頻主要是教你怎么使用命令流以及多元線性回歸的python程序。還有相應(yīng)的參考文獻(xiàn)。
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地應(yīng)力的實(shí)例教程
Motivation
在 ABAQUS中，提供了 5 種定應(yīng)力平衡方法，分別是
1. ( AUTOBALANCE) 自動(dòng)平衡法;
2. * INITIAL CONDITIONS，TYPE = STRESS，GEOSTATIC;
3. * INITIAL CONDITIONS，TYPE = STRESS，F(xiàn)ILE = file，INC =inc;
4. * INITIAL CONDITIONS，TYPE = STRESS，INPUT =XX． DAT;
5. * INITIAL CONDITIONS，TYPE = STRESS，GEOSTATIC，USER。
以上 5 種方法并不是每一種適用于所有的巖土模型，方法從易到難。
方法①的自動(dòng)平衡法，它省去了自重應(yīng)力以及生成相應(yīng)初應(yīng)力文件和導(dǎo)入的麻煩。在( GEOSTATIC) 地應(yīng)力中選擇自動(dòng)增量步就能使用自動(dòng)地應(yīng)力平衡功能，還能指定允許的位移變化容限。不過自動(dòng)地應(yīng)力平衡支持有限的幾種材料如彈性，塑性等，而其起單元也有一定的要求。
方法②為關(guān)鍵字定義初始地應(yīng)力法，這種方法需要給出不同材料區(qū)域的最高和最低點(diǎn)的自重應(yīng)力及其相應(yīng)坐標(biāo)。所采用的幾何模型一般較規(guī)則，表面水平，能夠通過考慮水平兩個(gè)方向的側(cè)壓力系數(shù)值來施加初始應(yīng)力場。關(guān)鍵字定義初始地應(yīng)力法只適合土體表面水平的土體，而初始地應(yīng)力提取法由于外插的應(yīng)力有一定的誤差，因此對(duì)于材料是彈塑性的復(fù)雜土體，應(yīng)力轉(zhuǎn)移要通過大量的迭代才能完成，而其有可能出現(xiàn)不收斂的情況，平衡效果可能不是很理想。
方法③是 ODB 導(dǎo)入法，這種方法可使用之前算過的 ODB 文件結(jié)果，也就是說提前計(jì)算一個(gè)初始應(yīng)力ODB 文件，定義初始應(yīng)力時(shí)直接指定 ODB 文件即可。
展開 進(jìn)行地應(yīng)力平衡的原因如下：我們建立的幾何模型一般都和工程實(shí)際情況一致，例如邊坡的幾何模型與邊坡實(shí)際尺寸相一致。但是由于邊坡的沉降和徐變作用，可以想像到，現(xiàn)在的邊坡應(yīng)該是由一個(gè)體積更大的原始邊坡在很久以前由于受到重力作用和邊界約束條件，逐漸形成了現(xiàn)今的邊坡形態(tài)。但是對(duì)于那個(gè)原始的邊坡形態(tài)，我們不得而知。假如能準(zhǔn)確知曉，我們就能夠建立原始邊坡的幾何模型，接著對(duì)邊坡施加重力和邊界條件，受力后邊坡形態(tài)應(yīng)該和現(xiàn)在的邊坡相一致，其內(nèi)力就是初始應(yīng)力場（地應(yīng)力），這樣就不用專門施加地應(yīng)力了。但現(xiàn)實(shí)情況是我們不能知曉原始邊坡的形態(tài)?，F(xiàn)在的邊坡幾何模型就是其實(shí)際形態(tài)，受力之后將會(huì)變成一個(gè)與現(xiàn)狀不一致的邊坡，這不符合現(xiàn)在的實(shí)際情況。如果我們計(jì)算出現(xiàn)今邊坡的內(nèi)力，并將其作為邊坡的初始應(yīng)力場，再去和外力平衡，這樣我們建立的模型就和現(xiàn)實(shí)邊坡情況相一致了。
對(duì)于涉及開挖、回填的動(dòng)態(tài)巖土工程問題，地應(yīng)力平衡是正確模擬施工過程的前提條件。初始應(yīng)力的加載必須滿足地應(yīng)力平衡，而地應(yīng)力平衡就是為了使地基僅存在初始應(yīng)力，而不存在初始應(yīng)變。當(dāng)?shù)鼗灾厥钱a(chǎn)生地應(yīng)力場的主要因素時(shí)，重力是外力，初始應(yīng)力場是內(nèi)力，將提取出的內(nèi)力施加于模型后再施加重力，此時(shí)內(nèi)力和外力平衡，該狀態(tài)就是工程建設(shè)的初始狀態(tài)。
在ANSYS中的地應(yīng)力該怎么平衡呢？
初應(yīng)力(Initial Stress)可以指定為一種“荷載”進(jìn)行施加,但僅在靜態(tài)分析和全瞬態(tài)分析中使用，可以用于線性分析或非線性分析。
展開 近日，水哥收到一粉絲對(duì)初始地應(yīng)力施加這塊的疑問，恰逢今天時(shí)間較多，便說說在ANSYS中如何施加初始地應(yīng)力。
針對(duì)巖土工程相關(guān)的分析而言，初始地應(yīng)力這個(gè)概念比較重要，所謂初始地應(yīng)力，也即是在我們對(duì)巖土進(jìn)行任何外部操作之前，例如基坑開挖、邊坡開挖、隧道開挖等，其本身內(nèi)所存在的真實(shí)應(yīng)力，也可稱之為初始應(yīng)力場。
初始應(yīng)力場是平衡的，這也是經(jīng)常聽到的一個(gè)概念，初始地應(yīng)力平衡，更簡單來講，就是我們在進(jìn)行分析之前的位移清零，應(yīng)力不清零。
為什么進(jìn)行這樣一步操作？
答：為了使模型更加的符合實(shí)際。
ANSYS中對(duì)于初始地應(yīng)力的平衡沒有類似設(shè)計(jì)軟件那般（例如Midas NX）方便，也即是我們在做類似基坑開挖分析之前，首先要進(jìn)行地應(yīng)力平衡操作，ANSYS中主要分為兩步進(jìn)行：
第一步：原始應(yīng)力場計(jì)算，導(dǎo)出地應(yīng)力文件；
第二步：新建模型，導(dǎo)入地應(yīng)力文件，施加重力，平衡地應(yīng)力。
關(guān)于導(dǎo)入與導(dǎo)出的命令流，ANSYS以前老版本是采用Iswrite與isfile命令，新版本可采用Inistate命令，但是Iswrite和isfile依然可以用，只是幫助文件已經(jīng)沒了這兩個(gè)命令的解釋，其用法同inistate，可具體查詢Help。
通過上兩步操作，能達(dá)到位移清零，真實(shí)應(yīng)力不清零的效果，下面以一個(gè)小例子來進(jìn)行說明操作過程。
某二維地塊，長度50m，高度20m，需進(jìn)行基坑開挖操作，操作之前，需進(jìn)行初始地應(yīng)力的平衡，材料為中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，彈性模量取1200Mpa,粘聚力取450Kpa，摩擦角取30度，采用DP材料模型。
展開 對(duì)于涉及開挖、填充的動(dòng)態(tài)巖土工程問題，初始應(yīng)力場是正確模擬其施工過程的先決條件。初始應(yīng)力的加載必須滿足地應(yīng)力平衡，而地應(yīng)力平衡其實(shí)就是為了使數(shù)值模擬獲得一個(gè)存在初始應(yīng)力，而無初始應(yīng)變的狀態(tài)。當(dāng)考慮自重場是產(chǎn)生地應(yīng)力場的主要因素時(shí)，顯然重力是外力，初始應(yīng)力場是內(nèi)力，將提取出的內(nèi)力施加于數(shù)值模擬后再施加重力，是內(nèi)力和外力平衡，從而獲得較精確的沒有受到人為因素干擾情況下的數(shù)值模型的初始狀態(tài)。
在 ABAQUS 有限元軟件中，提供了 5 種定應(yīng)力平衡方法，這里我就比較常用的，使用比較普遍的一種進(jìn)行講解。用的例子還是上節(jié)ANSYS的例子。
接下來，小編就一個(gè)簡單的算例就行地應(yīng)力平衡。在一個(gè)均質(zhì)的地基上有一根立柱。
柱子的尺寸為1m×2m×10m，密度2400kg/m3，彈性模量2.8E8Pa（這里我為了方便觀察規(guī)律，降低這個(gè)彈性模量），泊松比0.167；均質(zhì)地基的尺寸為30m×30m×15m，密度為2000kg/m3，彈性模量3E7Pa，泊松比0.3。模型見圖1.
1、將模型導(dǎo)入ABAQUS中。
2、創(chuàng)建靜力荷載步
3、殺死柱子單元
4、施加約束（四周施加法向連桿約束，底部施加全約束）
5、施加自重荷載
6、提交計(jì)算
7、查看后處理結(jié)果
豎向位移
豎向應(yīng)力
8、應(yīng)力場輸出
9、在工作目中找到stress_out.rpt文件
10、經(jīng)過格式的轉(zhuǎn)化（文件的后面不要有空行）
11、在之前的inp文件中Step-1前面加上*Initial conditions,Type=stress,Input=stress_in.rpt這句命令，記得一定要把stress_in.rpt放在工作目錄里面。
展開 注意：只有采用彈塑性本構(gòu)模型時(shí)需要地應(yīng)力平衡，彈性本構(gòu)不需要地應(yīng)力平衡！
第一部分 地應(yīng)力平衡方法簡介
地應(yīng)力平衡主要有五種方法：
（1）自動(dòng)平衡：第一步創(chuàng)建分析步geostatic ，這種方法注意只能在第一步只能有土和重力的情況下能使用，有其他部件或者接觸時(shí)計(jì)算不能收斂，效果是最好的，方便簡單！
（2）*initial conditions,type=stress,geostatic
該方法需給出不同材料區(qū)域的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的自重應(yīng)力及其相應(yīng)坐標(biāo)。所采用的幾何模型一般較規(guī)則,表面大致水平,地應(yīng)力平衡的好壞一般只受巖體密度的影響,無論采用彈性或彈塑性本構(gòu)模型都能很好的達(dá)到平衡,可以不必局限于僅受泊松比的影響,能夠通過考慮水平兩個(gè)方向的側(cè)壓力系數(shù)值來施加初始應(yīng)力場。計(jì)算速度快,收斂性好。缺點(diǎn)就是不能夠很好平衡具有起伏表面的幾何模型,需知道平整后模型的上覆巖體自重。
高版本在CAE里也能操作
用計(jì)算器算出每個(gè)分界面上的應(yīng)力和坐標(biāo)對(duì)應(yīng)填入，也比較方便 不需要修改關(guān)鍵字
（3）*initial conditions,type=stress,geostatic,user
導(dǎo)入ODB里的方法，也比較簡單，高版本可在截面上操作，不需要修改關(guān)鍵字
你放入ODB后，填入第一步不需要填名稱 就是1 ，增量步就是你第一步計(jì)算的最后一個(gè)增量步
（4）*initial conditions,type=stress,input=FileName.csv(或inp)
該方法中的文件FILENAME.INP獲取方法為:首先將已知邊界條件施加到模型上進(jìn)行正演計(jì)算,然后一般是將計(jì)算得到的每個(gè)單元的應(yīng)力外插到形心點(diǎn)處并導(dǎo)出6個(gè)應(yīng)力分量(也可以導(dǎo)出積分點(diǎn)處的應(yīng)力分量,視要求平衡的精確程度而定)。
展開 
地應(yīng)力的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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地應(yīng)力的最新內(nèi)容
這個(gè)模型的優(yōu)勢在于，它不是簡單地給宏觀應(yīng)力-應(yīng)變曲線加一個(gè)溫度修正系數(shù)，而是從晶體滑移層面描述溫度對(duì)材料響應(yīng)的影響。換句話說，它可以同時(shí)分析宏觀應(yīng)力變化、微觀滑移活動(dòng)、織構(gòu)演化、局部應(yīng)變集中和熱軟化機(jī)制。因此，它比普通經(jīng)驗(yàn)型熱塑性模型更適合用于多晶材料溫成形模擬。
作者首先利用 AA5754 鋁合金在 25 ℃、148 ℃、204 ℃ 和 232 ℃ 下的單軸拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定溫度相關(guān)硬化參數(shù)。
03
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
部分OCA采用夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)合了高厚度與低模量的優(yōu)勢，可更均勻地分散應(yīng)力。此類材料在測試中常表現(xiàn)出更穩(wěn)定的光學(xué)性能與更低的Mura風(fēng)險(xiǎn)。
04
固化行為
OCR或OCA在固化過程中的收縮率也是關(guān)鍵因素。通過測試篩選低收縮率材料，或優(yōu)化固化工藝（如采用分段UV照射或低溫慢固化），均可降低內(nèi)應(yīng)力積累。
CAD導(dǎo)入的PFC-FLAC3D耦合真三軸沖擊1個(gè)月前
真三軸動(dòng)力加載系統(tǒng)：代碼預(yù)設(shè)了標(biāo)準(zhǔn)的真三軸初始地應(yīng)力環(huán)境，并集成沖擊荷載（Dynamic Impact）觸發(fā)機(jī)制。
邏輯清晰的 clump group 與 geometry group 分類，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)提取、云圖顯示及屬性賦值。
包含文件內(nèi)容
PFC6.0代碼：包含模型初始化、CAD 導(dǎo)入、接觸定義。
消除應(yīng)力主要有兩種方法：
自然時(shí)效：將鑄件毛坯露天放置數(shù)月甚至數(shù)年，讓其隨著四季溫度變化自然地、緩慢地釋放應(yīng)力。這種方法效果比較好，但周期長、成本高。
人工時(shí)效：通過熱處理爐，對(duì)鑄件進(jìn)行精和密的加熱、保溫和緩慢冷卻（即“退火”），在較短時(shí)間內(nèi)強(qiáng)制消除應(yīng)力。這是目前比較主流、比較高和效的方法。
3.
一期一會(huì) | 什么是電機(jī)？3個(gè)月前
它還有助于優(yōu)化電機(jī)的冷卻系統(tǒng)，以最大限度地降低機(jī)械應(yīng)力以及噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度（NVH）響應(yīng)。
Ansys Mechanical結(jié)構(gòu)FEA軟件和Ansys Fluent流體仿真軟件：為電機(jī)的物理設(shè)計(jì)提供更詳細(xì)和定制的后處理仿真。
Ansys ConceptEV設(shè)計(jì)和仿真平臺(tái)：用于仿真電動(dòng)汽車動(dòng)力總成的專用工具。
仿真結(jié)果直觀展示了在功率加載或環(huán)境變化的瞬態(tài)過程中，熱應(yīng)力如何隨溫度場同步演變，清晰地揭示了應(yīng)力集中區(qū)域的動(dòng)態(tài)形成過程與峰值時(shí)刻。這為評(píng)估元件在真實(shí)波動(dòng)工況下的瞬態(tài)力學(xué)負(fù)載與潛在風(fēng)險(xiǎn)提供了直接的依據(jù)。
本次分析有效完成了從動(dòng)態(tài)熱輸入到動(dòng)態(tài)應(yīng)力輸出的因果鏈路驗(yàn)證，為后續(xù)的簡易可靠性評(píng)估與設(shè)計(jì)改進(jìn)提供了核心的觀測數(shù)據(jù)。
Abaqus巖土常見問題6個(gè)月前
時(shí)間步長：為讓結(jié)果穩(wěn)定、平滑，建議每個(gè)沖擊周期至少劃分 20 個(gè)時(shí)間步，因此步長需滿足
2、 什么是地應(yīng)力，為什么在開挖之前要設(shè)置地應(yīng)力分析步
地應(yīng)力是指在沒有外部擾動(dòng)時(shí)，地下巖土體內(nèi)部由于自重、構(gòu)造應(yīng)力、孔隙水壓力等原因形成的初始應(yīng)力場。
abaqus雙線盾構(gòu)隧道開挖數(shù)值模擬案例8個(gè)月前
該案例為多層土體的雙線盾構(gòu)隧道開挖，考慮了掌子面推進(jìn)力和注漿壓力，模型為完整模型，不存在跑不通，有ODB結(jié)果，購買后支持售后講解，包括如何實(shí)現(xiàn)注漿硬化階段，地應(yīng)力平衡的意義等。
附件包含雙線盾構(gòu)隧道開挖的數(shù)值模擬模型以及運(yùn)算結(jié)果ODB，購買后可聯(lián)系博主進(jìn)行答疑。
二次單元能夠更準(zhǔn)確地模擬應(yīng)力集中區(qū)域的應(yīng)力變化，特別適合高精度分析場景。
修正的二次單元：僅三角形 (Tri) 和四面體 (Tet) 單元有此類型，邊上有中間節(jié)點(diǎn)，采用修正的二次插值，針對(duì)三角形和四面體單元特性優(yōu)化。修正的二次單元在保持高精度的同時(shí)，改善了常規(guī)二次單元的一些不足，如對(duì)接觸分析和大變形的適應(yīng)性。
abaqus 抗拔樁拉拔承載實(shí)驗(yàn)10個(gè)月前
抗拔樁拉拔試驗(yàn)，最終能得到大變形下的拉拔，具體拉拔力和實(shí)驗(yàn)如下：（進(jìn)行了地應(yīng)力平衡，再地應(yīng)力平衡的基礎(chǔ)上進(jìn)行拉拔，給出地應(yīng)力平衡效果，然后給出拉拔曲線）
