责任编辑:
不喜欢喝可乐
时间:2021-06-08
来源:转载于有限元在线,作者FEAonline
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在使用有限元分析时,有时候会遇到与深度相关的载荷,如:静水压力、地应力等。Abaqus/CAE提供了直接定义这两种载荷的方式,下面通过简单的例子介绍如何操作以及使用中应该注意到问题。
静水压力载荷的定义
假设高100M的压力容器,需在其内部定义静水压力,如下图1:
静水压力在Pressure下定义,分布形式选择Hydrostatic。根据压力的计算公式:p=ρgh,得知最深出的水压为980000Pa。还需要定义零水位高度坐标值(Zero pressure height)和水位最深高度坐标值(Reference pressure height),这里分别输入100和0。如下图2所示。
进行简单的计算后,发现压力云图如下,静水压力分布和预期的完全不一样。
问题出在什么地方呢?这是因为Abaqus默认深度在Z轴方向上,而我们在建模时,将深度方向放在了Y轴方向,将深度方向放在Z轴方向上后重新计算,得到的静水压力分布如图4:
注意到筒底的静水压力接近于980000Pa,筒顶的静水压力也不是0Pa。这是因为云图中的数值来源于单元的积分点,而不是节点。
静水压力也能用于2D模型,只是需要注意到是,此时,深度方向在Y轴方向。
地应力的施加
Abaqus/CAE中施加地应力时,需要在预定义场中定义,如下图5所示,载荷类型为Geostatic。
需要定义的参数:第一点的深度坐标值与对应的垂直应力;第二点的深度坐标值与对应的垂直应力;两方向的侧向土压力系数。
同样,深度方向必须放在Y轴方向,深度h处的垂直压力为ρgh,侧向应力则必须乘以土压力系数。需要注意的是,Abaqus/CAE中地应力只能用于实体单元。