如何定义与深度相关的载荷
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:

图1 高100M的压力容器内部施加静水压力

       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。

 

图2 静水压力的施加

 

       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。

 

图3 静水压力云图

       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:

 

图4 深度方向放在Z轴(左)以及静水压力云图(右)

 

       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。

 

图5 地应力的施加

 

       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。


来源:转载于有限元在线,作者FEAonline

不喜欢喝可乐  回复 2021-07-23 20:42:13
精益求精,追求卓越。
不喜欢喝可乐  回复 2021-06-24 10:34:09
通过举例能更好的理解知识!
哆啦俊俊2  回复 2021-06-10 20:01:56
好东西
sky  回复 2021-06-09 09:23:28
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