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    CAE咨询 / Data Area

    12年的专业CAE咨询服务经验,超过1000个项目的丰富经验积累。

    • 我国位于世界两大地震带之间,地震频发。因此在建筑、核电、化工设备等的设计中都必须进行结构地震响应分析,对设计进行校核和优化。我公司在多年工程经验基础上提出基于非线性有限元软件Abaqus的地震分析方案。Abaqus是国际上公认的功能强大的有限元软件之一,可以分析各种固体力学、结构力学系统。特别是能够处理非常复杂的问题和模拟高度非线性问题。近年来其优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使其被各国的工业和研究机构广泛采用。地震响应分析包含多种分析方法,涉及不同行业标准、多种材料本构模型、多种分析类型和不同评价方法。

      一. 利用Abaqus包含的多种本构模型,可以对土木建筑、工业设备等各种结构材料进行仿真:

      1. 岩土本构

      (1) 扩展的Druker-Prager模型,适合于沙土等粒状材料的非关联流动的模拟

      (2) Capped Drucker-Prager模型,适合于地质、隧道挖掘等领域

      (3) Cam-Clay模型,适合于粘土类土壤材料的模拟

      (4) Mohr-Coulomb模型,这种模型与Capped Druker-Prager模型类似,但可以考虑不光滑小表面情况

      (5) 混凝土材料模型,这种模型提供了混凝土弹塑性破坏理论,包括利用弹性断裂概念分析拉伸断裂,混凝土-钢筋交互作用以及裂纹出现后的响应

      (6) 针对钢筋混凝土结构的加强筋功能(Rebar),可用于实体,板壳和梁单元

      (7) 针对管道工程结构的土壤/管柱连接单元(Pipe-Soil)

      (8) 节理材料模型(Jointed Material)

      2. 混凝土本构

      (1)用连续介质的方法建立描述混凝土模型:

          1)不采用宏观离散裂纹的方法描述

          2)裂纹的水平的在每一个积分点上单独计算

      (2)低压力混凝土的本构关系

          1)Smeared cracking model (ABAQUS/Standard)

          2)Brittle cracking model (ABAQUS/Explicit)

          3)混凝土损伤模型

      (3)高压力混凝土的本构关系:Cap model

      (4)损伤模型

          1)Concrete Damaged Plasticity适用于混凝土的各种荷载分析:

            ①单调应变

            ②循环荷载

            ③动力载荷.

          2)标量损伤模型 (各向同性) ,包含拉伸开裂(cracking)和压缩破碎(crushing)

          3)还可模拟硬度退化机制以及反向加载刚度恢复的混凝土力学特性

      二. 对于标准工程设备、一般建筑结构,采用反应谱法可在最短时间内得到响应,操作简便,计算效率极高。

      三. 需进行弹塑性地震时程分析的结构往往自由度比较多,而且在地震作用下,结构构件反复进入弹塑性受力阶段,具有高度非线性,传统上采用隐式算法求解,求解过程需反复迭代,占用大量存储空间,极易遭遇计算瓶颈。更为严重的是当结构出现严重的刚度突变(塑性铰模型)时,可能发生即使细分步长也不能收敛的情况。我们采用显式算法能有效地解决存储空间问题,没有计算瓶颈,且Abaqus可采用塑性区模型通过输入材料的本构关系来进行结构的弹塑性分析,没有刚度突变问题。可以说是目前解决大规模结构弹塑性时程分析的最佳方案之一。


       

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