ABAQUS SCI论文复现——长细钢构件高温热力耦合分析 原创

模拟背景

• 输电塔或网架等钢结构发生火灾往往是部分钢构件处于高温状态；
• 受局部火灾作用的钢结构杆件呈现显著的约束构件特性；
• 大长细比钢构件易发生屈曲，在高温下屈曲行为更需关注。

试验装置与工况

本期教程复现了某篇SCI论文中的长细钢管构件的高温试验，开展了ABAQUS热力耦合分析。构件四面受火，边界条件为一端固定铰支座，一端可单向转动但轴向采用弹簧约束边界。试件在加载前期施加初始轴力，随后弹簧一端固定，另一端控制构件轴向变形，使得构件处于轴向半刚性的约束状态，装置与工况如论文中的下图所示。

模拟要点

本教程主要有以下几个要点：

1、大长细比约束圆钢管杆件热力耦合如何实现；

2、如何设置钢管半刚性约束边界并考虑初始缺陷；

3、温度相关的热参数和力参数如何确定；

4、轴力-温度曲线以及高温下的构件挠度如何调试。

曲线对比

有限元计算所得的温度—杆件轴力曲线与试验结果吻合一致，两者均在500℃附近发生了高温屈曲的现象。

变形对比

有限元分析所得的杆件变形形态和试验曲线吻合，且最大挠度与试验所测基本一致。这表明有限元热力耦合分析符合实际情况。

结语

本次教程为从建模开始的保姆级教学，复现内容可用于拓展钢结构热力耦合或局部高温热力耦合模拟。

注意：购买后可向作者联系获得后续调试内容及附件。