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案例總結(jié)鋼管混凝土拱橋作為一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受力體系多樣的大跨結(jié)構(gòu)形式，其精細(xì)化有限元分析對(duì)理解結(jié)構(gòu)性能、優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)具有重要意義。本案例以合理的簡化假設(shè)、高度的建模通用性和穩(wěn)定的求解性能，提供了一個(gè)可復(fù)用、可拓展的超大跨拱橋建模示例。對(duì)于有橋梁仿真或工程應(yīng)用需求的人員而言，該模型是一個(gè)可靠的起點(diǎn)。

博士期間和工作期間專攻ABAQUS精細(xì)化有限元建模技術(shù)，主要用于土木建筑結(jié)構(gòu)的靜力、擬靜力、擬動(dòng)力、地震波、碰撞和耗能分析。

模型簡介 圖1-1 Ansys斜拉橋全橋模型 圖1-2 恒載位移情況（mm） 圖1-3 索力提取（N）本案例提供了一套基于ANSYS APDL的斜拉橋全參數(shù)化建模與仿真分析解決方案，涵蓋主梁、索塔及斜拉索的模擬，適用于橋梁工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)分析、

abaqus建模界面不是特別友好，一般都是先用專業(yè)的建模軟件如Rhino等建模后再導(dǎo)入，這就意味著還要再學(xué)習(xí)一門軟件（Rhino無敵好用，超級(jí)友好，我為Rhino舉大旗！），導(dǎo)入的模型有時(shí)候缺東少西。這時(shí)候比較推薦采用abaqus-python的二次開發(fā)腳本的方法了，我也是最近又撿起來abaqus-python的二次開發(fā)，因?yàn)閷?duì)編程沒天賦，學(xué)習(xí)進(jìn)度緩慢，做這個(gè)也主要是學(xué)習(xí)交流。

本課程重在介紹如何在建立精細(xì)化軌道-橋梁耦合振動(dòng)結(jié)構(gòu)模型，其中，梁體、底座板、軌道板和鋼軌均采用彈性梁單元模擬，扣件、CA砂漿層、滑動(dòng)層、側(cè)向擋塊、剪切鋼筋、剪力齒均采用TwoNodeLink單元模擬，纖維截面非線性梁柱單元模擬鋼筋混凝土橋墩，采用Steel02材料本構(gòu)模擬縱筋、Concrete02材料本構(gòu)模擬混凝土，模擬了盆式橡膠支座的摩擦效應(yīng)、剪切銷剪斷、單向受壓，列車荷載采用集中質(zhì)量點(diǎn)模擬并與軌道剛臂連接

本文對(duì)精細(xì)化建模的進(jìn)行初步梳理，建立砌體的精細(xì)化分析模型并進(jìn)行初步有限元分析，以加深對(duì)砌體精細(xì)化分析的理解與認(rèn)識(shí)。 砌體有限元分析概況 對(duì)砌體進(jìn)行有限元分析時(shí)，根據(jù)砌體建模方式的不同可將砌體分為細(xì)觀模型、中尺度模型及宏觀均質(zhì)模型（見圖1）。三者區(qū)別于特征如下表1所示。

（3）構(gòu)件級(jí)信息組織 BIM技術(shù)天然具有構(gòu)件級(jí)建模的特點(diǎn)，便于將各類工程信息進(jìn)行更精細(xì)化的關(guān)聯(lián)，甚至達(dá)到圖元構(gòu)件級(jí)別。利用構(gòu)件級(jí)的信息統(tǒng)一和關(guān)聯(lián)特點(diǎn)，讓每一個(gè)構(gòu)件關(guān)聯(lián)相關(guān)管理領(lǐng)域的數(shù)據(jù)信息滿足全過程多維度的管理需求。

除了軟件產(chǎn)品及配套服務(wù)之外，天洑也為客戶提供技術(shù)咨詢服務(wù)，滿足客戶產(chǎn)品設(shè)計(jì)、CAE求解器、設(shè)計(jì)仿真一體化平臺(tái)集成等軟件定制化開發(fā)需求，可協(xié)助精細(xì)化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器、反應(yīng)釜、脫硫塔、吸附塔等相關(guān)產(chǎn)品設(shè)備的CAE仿真及產(chǎn)品優(yōu)化。與會(huì)企業(yè)通過精細(xì)化工精品沙龍會(huì)的報(bào)告分享、會(huì)中交流，充分了解精細(xì)化工行業(yè)信息化建設(shè)現(xiàn)狀，共同推進(jìn)行業(yè)智能制造的發(fā)展。

本案例展示了一個(gè)基于 ANSYS APDL 的肋環(huán)型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)精細(xì)建模與分析過程。模型采用純參數(shù)化方式定義，通過輸入少量幾何參數(shù)即可自動(dòng)生成可計(jì)算模型，并支持自動(dòng)出圖功能。案例適用于從事空間結(jié)構(gòu)建模、穩(wěn)定性分析以及二次開發(fā)研究的工程技術(shù)人員與科研人員。

概述 本案例展示了一個(gè)基于 ANSYS APDL 的聯(lián)方型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)精細(xì)建模與自動(dòng)化分析過程。模型采用全參數(shù)化建模思路，通過少量參數(shù)輸入即可自動(dòng)生成可計(jì)算模型，并完成振動(dòng)模態(tài)分析與自動(dòng)出圖。該模型適用于快速建立空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、進(jìn)行振型特性分析等多種場景。

基于此，以 ABAQUS 軟件為依托，將橋梁檢測中重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行精細(xì)化建模并準(zhǔn)確、合理地連接到 整體模型中，以此建立可以細(xì)致分析重點(diǎn)區(qū)域受力 情況的多尺度有限元模型。通過矩形截面簡支梁計(jì) 算驗(yàn)證精細(xì)化有限元模型和宏觀有限元模型之間 連接形式的正確性， 并以福建某實(shí)際橋梁工程為例，對(duì)比計(jì)算結(jié)果及檢測數(shù)據(jù)，進(jìn)一步驗(yàn)證多尺度有限元模型的準(zhǔn)確性。

主纜精細(xì)化找形筆者也開發(fā)了一個(gè)單獨(dú)的軟件，有興趣的可以私信一起討論。

相較于構(gòu)建自己的B-Rep幾何建模內(nèi)核，大部分研究人員，特別是參與多學(xué)科研究的人員，更傾向于利用商業(yè)CAD建模系統(tǒng)，因?yàn)槠浒S富的、基于特征的參數(shù)化建模能力、與當(dāng)代工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性等特性。 許多幾何內(nèi)核存在的問題之一是它們最初并不是為在HPC或分布式環(huán)境中運(yùn)行而設(shè)計(jì)的。這種限制有兩個(gè)方面。首先，大多數(shù)僅支持順序執(zhí)行進(jìn)行構(gòu)建和查詢。

相較于構(gòu)建自己的B-Rep幾何建模內(nèi)核，大部分研究人員，特別是參與多學(xué)科研究的人員，更傾向于利用商業(yè)CAD建模系統(tǒng)，因?yàn)槠浒S富的、基于特征的參數(shù)化建模能力、與當(dāng)代工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性等特性。 許多幾何內(nèi)核存在的問題之一是它們最初并不是為在HPC或分布式環(huán)境中運(yùn)行而設(shè)計(jì)的。這種限制有兩個(gè)方面。首先，大多數(shù)僅支持順序執(zhí)行進(jìn)行構(gòu)建和查詢。

這個(gè)基于python二次開發(fā)的ABAQUS插件可以對(duì)織物進(jìn)行簡單的參數(shù)化建模，包括平紋、斜紋編織織物。該插件的亮點(diǎn)在于可以生成純紗線、純纖維，以及纖維紗線混合模型。相較于用digimat建模體量更小，對(duì)比texgen建模更簡單，而且不存在導(dǎo)入問題。 如圖所示為兩種混合模型，紗線分別為實(shí)體部件和線部件。

結(jié)果表明：該方法可以結(jié)合體量多斷面放樣融合、非封閉輪廓建立、可參數(shù)化特性和內(nèi)建模型多專業(yè)集成優(yōu)勢，靈活建立多輪廓的異形曲面，并在三維可視化的基礎(chǔ)上進(jìn)行碰撞檢查進(jìn)而保證設(shè)計(jì)精度。該方法可以快速、靈活運(yùn)用Revit普通功能解決三維復(fù)雜曲面精細(xì)化建模難題，為設(shè)計(jì)人員提供新思路。

以前由于受制于計(jì)算機(jī)、軟件計(jì)算能力和軟件網(wǎng)格劃分條件，設(shè)計(jì)人員建立的裝備體模型一般為梁單元或殼單元模型，模型的單元規(guī)模較小，建模等效處理較為依賴設(shè)計(jì)人員建模經(jīng)驗(yàn)，且預(yù)示精度存在不確定性，不能依據(jù)局部響應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。現(xiàn)今隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)格劃分軟件發(fā)展，有限元網(wǎng)格逐漸追求精細(xì)化建模，單元規(guī)模開始急劇增大，艙段級(jí)單元規(guī)模可達(dá)到十萬級(jí)別，整裝備體可達(dá)到百萬單元，較為影響計(jì)算效率。