概述

桥梁结构涉及几何非线性问题,这种非线性是由于大位移、弯矩和轴力之间的相互作用而产生的,任何一个实际的工程问题都希望能根据设计方案,从理论上、计算上以及试验上对其进行校核,将方案做得更经济实用,风险降到更低。

 

而对于设计之后的分析,用于设计的近似方法已经不能提供足够的精确度,我们必须建立准确的模型,借助计算机精确地分析结构。Abaqus在桥梁施工,桥梁动/静力计算上具有独特的优势,如桥梁的应力分布、变形情况、自振频率、振形、地震响应特征、失稳特征等等。

桥梁施工过程模拟

在桥梁施工方面Abaqus提供了单元生死(Model Change)、钢筋混凝土材料属性以及钢筋预紧力等分析模拟功能。下图是某大桥施工过程的结构受力分析。

桥梁模态分析

Abaqus提供了两种求解振型的方法:Lanczos 方法和Subspace两种方法,两种方法各有优缺点,分别实用于规模较大,频率提取多的结构和规模小,频率提取少的结构。下图桥梁长140m,高80m,其一阶(左)和四阶(右)振型如下图所示

美国金门大桥地震响应分析

Abaqus有功能强大的显式求解器,下图是利用Abaqus显式求解器对美国金门大桥做的地震响应分析。

斜拉桥结构仿真分析

下图的谢啦桥主跨布置成160+300+97m,桥梁全长 557m,利用 Abaqus对该桥做的施工过程模拟、结构动力响应及地震响应分析结果。

下图是结构动力响应分析。

下图是地震响应时程仿真和分析。

达索系统SIMULIA土木行业仿真黑科技

为了提升土木行业人员实际分析能力,同时领略达索系统SIMULA土木行业仿真黑科技,上海江达科技发展有限公司特别联合技术邻开展本次直播。

本次直播高绍武博士将通过多个土木工程案例,讲解仿真应用的三大趋势:

  • 仿真的民主化

    多数通用仿真软件由于功能强大,被很多建筑设计院和科研所采购,但由于其对使用者要求高,并没有发挥其最大作用。基于通用软件的二次开发,实现通用软件专用化是发挥其强大功能的必经之路。

  • 仿真的广度
    由于多数产品都处于一个复杂的多物理场内,单一的结构分析不能满足设计的需要,土木工程中的结构、声场、流体、甚至电磁场都将要进行分析。

  • 仿真的深度
    仿真的目的不仅仅是验证,更重要的是基于分析提出更好的设计和施工方案,所以仿真优化将是深化分析的目的。

仿真的民主化

  • 边坡稳定强度折减法插件

  • 某设计院CAD/CAE一体化方案

  • 中南建筑设计院基于Abaqus开发了一款结构高等非线性分析集成软件,大大简化了分析流程。

仿真的广度

  • 建筑防雷击分析、环境噪声分析

  • 油气工程的多尺度建模分析

  • 某设计院某公路下穿铁路立交方案数值分析

  • 巴拿马运河船闸扩建项目

  • 建筑物抗爆分析

  • 极端洪水和地震荷载作用下的大坝性能

  • 某水电站直埋式蜗壳结构分析

  • XFEM\Cohesive contact等新技术在土木行业应用

仿真的深度

  • 某金融中心拓扑优化案例

  • 内流道优化案例

  • 考虑成本、工期及安全性某隧道多学科多目标参数化优化案例

  • 岩土工程参数反演及实时监控预测

  • 桩基施工顺序优化

  • 某河电站拱坝优化设计案例