abaqus冻土路基的温度-水分-变形多场耦合分析

青藏公路有上百公里修建在冻土区。冻土路基产生的变形与内地路基产生的变形不同。冻土路基随着季节的交替发生冻结与融化的同时路面会产生相应的变形,并且这样的变形随着时间的推移还在持续不断的变化。在同一路基横断面处,由于冻土路基温度场和水分场分布的不同,路基表面会产生不均匀变形,即在道路横向发生了变形。在青藏公路的不同路段,由于不同的路基填料、不同的路基高度、不同的多年冻土类型以及不同的路侧积水等情况,会使得冻土路基形成纵向的波浪变形。

1 路基温度场

温度场的控制方程如下所示

1.png

由于冻土路基会存在冻结和融化过程,这就会伴随着相变热的产生,因此需要在传统温度控制方程中额外考虑相变热的的影响。

2.png

路基的温度场边界比较复杂,本文采用第二类和第三类边界条件,考虑太阳辐射、对流换热和地面有效辐射的影响。太阳辐射主要影响大气温度变化,这里采用下式描述大气温度变化

3.png

对流换热则采用下式描述

4.png

建立如图所示的有限元模型

5.png

可以计算得到路基的温度场分布和一年中路基的温度变化如图所示

6.png


7.png


2 水分场分析

冻土路基的变形与水的冻结和融化息息相关。所以分析冻土路基的变形时必须考虑水场分布的影响。

路基中水分场迁移可以通过达西定律来描述

8.png

由于冻土路基中,水分冻结后,水分会发生迁移,因此需要考虑相变对水分迁移的影响。

9.png

计算得到的饱和度分布如图所示

10.png

3 变形场分析

冻土路基的变形包括融沉变形和车载变形。进行变形场分析时,采用摩尔库伦准则

11.png

路面的车辆载荷采用脉冲载荷来模拟,如下图所示

12.png

同时,水分的冻结时会产生冻胀变形,因此需要考虑冻胀率的影响。这里冻胀率选择为0.03。

结合温度场分析和水分场分析可以获得路基的变形结果。

u.gif

本文中,温度场分析通过film子程序和dflux子程序定义温度边界,通过hetval子程序定义相变热。变形场分析通过dload子程序定义车辆载荷,通过uexpan子程序引入冻胀影响。


ABAQUS冻土路基多场耦合多场耦合分析
为TA投票

abaqus冻土路基的温度-水分-变形多场耦合分析的评论4条

abaqus冻土路基的温度-水分-变形多场耦合分析的相关案例教程

将jnl文件复制一份,重命名后缀为.py的文件,打开abaqus,file-->run script, 运行一遍该py文件。但要注意你原始导入的几何或孤立网格文件还在原来的文件夹位置下。
在做一些模型的材料参数分析时不断地变化输入材料模型数据是比较复杂的,比如混凝土强度和钢材强度,因此我们可以在ABAQUS中建立材料库,每次建模只需从材料库中直接添加对应强度的材料模型,会十分方便。 下面具体说说如何操作。 新建材料库 1、 在Property模块中先定义一些自己想要保存的材料模型,比如常见的混凝土和钢材材料等。 2、进入Property模块时,CAE界面左侧常用于显示模型树的一栏中
在对结构进行分析时,对于板壳状构造我们通常需要将其简化为壳单元进行分析,此时就需要进行抽壳处理。常用 CAD 软件都有抽壳功能,ABAQUS 抽壳功能较为麻烦,在使用“抽取中面”工具以后仍需要手工进行偏移,才能生成用于分析的几何面。本教程采用图 1 所示的模型进行抽壳。其中包含了圆孔,变厚度,加强筋等多种构造细节。 图 1 模型外观 首先点击“指派中面”按钮,按提示选择需要指派中面的几何体。本例中
前言 近期发现Abaqus数值分析中部分金属材料的损伤本构可能有问题,索性找回以前的材性数据,重新梳理一番,标定本构。 延性金属损伤 延性金属本构关系如图1所示。材料经历弹性阶段后开始屈服并进入塑性阶段,达到峰值 以后因发生损伤应力会有快速下降的过程,最终材料断裂。因此,金属本构关系一般分为三个阶段:弹性、塑性、损伤。前二者可以根据连续介质理论进行分析得到,但损伤关系更多时候是根据经验建立得到。
JH2模型在ABAQUS材料属性模块并不能找到,但是它在ABAQUS里是存在的,要想使用,必须将inp文件中的材料名以ABQ_JH2命名开头,例如:*Material, name=abq_jh2_siliconcarbide The JHB and JH-2 models are available as built-in user materials for Abaqus (i.e., via
博士/讲师
影响力
粉丝
内容
获赞
收藏
    4 13
    项目客服
    培训客服
    平台客服
    顶部