ABAQUS地震波资料.docx

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ABAQUS地震波资料

提供常用的P50%10（50年超越概率10%），一般的工程设计地震常用这个,时间增量0.02秒。

*Amplitude,name=HAMPX

0.02,0.014,0.04,0.014,0.06,0.014,0.08,0.065

0.1,0.014,0.12,0.016,0.14,0.219,0.16,0.13

0.18,0.082,0.2,0.3,0.22,0.583,0.24,0.129

0.26,-0.263,0.28,-0.948,0.3,-0.105,0.32,-0.524

0.34,-0.952,0.36,0.088,0.38,0.843,0.4,1.152

0.42,1.716,0.44,2.523,0.46,0.07,0.48,-1.69

0.5,-0.708,0.52,-1.42,0.54,-1.807,0.56,-1.091

0.58,-1.674,0.6,-2.547,0.62,-1.639,0.64,-2.514

0.66,-5.463,0.68,-5.08,0.7,-5.128,0.72,-6.955

0.74,-7.118,0.76,-5.805,0.78,-3.695,0.8,-1.871

0.82,3.558,0.84,6.373,0.86,4.406,0.88,5.769

0.9,10.47,0.92,11.534,0.94,10.337,0.96,12.44

0.98,6.454,1.,8.596,1.02,5.458,1.04,6.403

1.06,0.05,1.08,1.007,1.1,-5.859,1.12,-9.448

1.14,-6.851,1.16,-8.897,1.18,12.645,1.2,16.45

1.22,13.529,1.24,12.146,1.26,16.093,1.28,10.12

1.3,-9.287,1.32,24.022,1.34,22.118,1.36,21.657

1.38,17.831,1.4,-1.39,1.42,10.005,1.44,8.174

1.46,4.502,1.48,-2.972,1.5,-7.108,1.52,-8.635

      为方便大家使用，已经将其转化为标准的ABAQUS输入格式，数据文件是加速度，加速度单位是cm，请在加界中按0.01缩放！

在INP中加入以下字段：

      *AMPLITUDE,NAME=HAMPx,INPUT=X.inp

      *AMPLITUDE,NAME=VAMPy,INPUT=Y.inp

      *AMPLITUDE,NAME=VAMP,INPUT=Z.inp

----------------------------------------------------------------------------------------------

      *Boundary,op=NEW,amplitude=HAMPx,type=ACCELERATION

      “定义的约束集合名”,1,1,0.01（红字）

场地土层反应计算采用的输入地震波是以地震危险性分析结果得到的基岩加速度峰值和基岩加速度反应谱&φραχ34;基岩地震相关反应谱作为目标谱，用人工数值模拟方法合成得到的，并以此作为场地地震反应计算的输入地震波。

按照本章6.2.1的技术思路，利用计算机自动产生的不同随机相位谱，按50年超越概率10%、5%和100年超越概率2%三个概率水准合成基岩加速度时程，其中每一个概率水准合成三条时程，分别对应于三个不同的随机相位，时程采样步长为0.02秒，目标谱与合成时程的反应谱（计算谱）之间的相对误差均小于5%。

目标谱与计算谱的比较、拟合精度、基岩地震波图见图。

离散塔身，对进口段使用三维实体单元整体建模，模型示意图见插图X-7，主要参数：

顺水流方向（X轴）长30.0m，上游边界23.4m，下游边界23.4m，塔体总高86.0m，模型节点总数11426个，C3D8R（为获得时间与精度的平衡而选用）单元总数8912个。

1）计算荷载和计算工况

①主要考虑的荷载有：

自重荷载、正常蓄水位水压力、地震加速度。

②计算工况与分析时序相同，共三个工况：

工程完建工况（自重荷载施加）→正常蓄水工况（静水压力施加）→正常蓄水+地震工况（动水压力施加和地震加速度施加）。

2）地震波输入

计算地震波输入采用地震安评报告所提供的闸址（基岩）场地谱人工合成的地震波，概率水平为50年超越概率10%，地震波时程见插图X-X。

计算时，在模拟岸塔式进口施工完成及蓄水过程的基础上，假定运行期某一时刻发生地震，同时输入顺水流向、垂直水流向和竖直向地震曲线，本次计算将No.1、No.2分别作为顺水流向和垂直水流向输入，No.3作为竖向输入。

并将竖直向峰值加速度调整为水平向的2/3倍，即顺水流向、垂直水流向、竖向的峰值加速度分别为100cm/s2、100cm/s2、66.7cm/s2。

4）计算成果及分析

①位移成果：

蓄水期闸顶（相对于闸基岩）顺水流方向的水平位移为-1.1mm，蓄水+地震工况下最大水平位移达15.0mm，见插图X-8。

蓄水期闸顶沉降2.9mm，蓄水+地震工况下沉4.8mm，增加沉降约1.9mm，见插图X-9。

（一个完整的位移时程如图所示，从小到大，再趋近于0（永久大变形除外））

②应力成果：

泄洪放空洞进口竣工期：

拉应力主要出现在胸墙底部，最大值约0.80MPa（见插图X-10），压应力主要分布于进口两侧边墙与底板底部，最大约2.68MPa；蓄水期：

拉应力极值出现在工作闸门槽两侧边墙处，约1.07MPa（见插图X-11），压应力主要分布于底板底部，极值出现底板末端靠山侧，约为3.71MPa；蓄水期+地震：

拉应力极值出现在底板前端靠进口处，约1.28MPa（见插图X-12），压应力极值仍然出现在底板末端靠山侧，约5.89MPa。

需要说明的是，在地震时程步中水平加速度未计入Y方向（实际意义不大）。

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2011-1-1810:

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该INP中已包含马尔康加速度，时间步等可自行调整。

完整计算时间约为6个小时（电脑E5200，4GB）。

粗看了一下inp文件，觉得有以下几个方面可以予以考虑：

（1）模型中未见阻尼设置选项，是否忽略了阻尼；

（2）最后的dynamic分析是否应该采用自动步长比较好，即增加haftol选项

*Step,name=Dynamic,nlgeom=YES,inc=3000

*Dynamic

0.1,30.,0.0003

Suggestedinitialtimeincrement.Forimplicitintegration,thissametimeincrementwillbeusedthroughoutthestepunlesscontactimpactsorreleasesoccurortheautomatictimeincrementationschemeisused.

时程步长为0.02s

dynamic的参数如下是否好些：

0.02,33,1e-3,0.02

（3）dynamic分析中是否应该释放掉u1,u2,u3,

这一点很奇怪，呵呵，不知道不释放的话算出来是什么结果（相对的？

绝对的？

）

问题2关于dynamic步中约束的释放，ABAQUS自动给完成了，这里我做过一些试验可以有这个结论：

  为解决“震飞”现象，将模型以INP形式导入以便直观查看，导入后可以发现ABAQUS6.10自动修改在动力分析步上，自动释放了前一步的约束，从计算结果文件可以看出，动态分析步即使加约束与不加约束，所得到的结果完全一致。

  因此可以总结为：

对于三维空间模型，选择acceleration/angularacceleration类型输入地震动时，采用CAE模型接交作业时，有同方向（同作用点）的位移约束将报错；采用INP提交时不管有无约束均能计算，其成果完全一致，可以认为程序自动忽略加速度方向的位移约束。

故建议在动力分析步解除地震动方向的约束，以避免不必要的麻烦。

关于地震时程分析模型位移过大问题（模型飞走），不知有没有解决了的。

老问题再谈。

我是一名设计院工作者，面对的是实际工程的地震时程分析之前也做过不少闸室之类的分析。

!

M%u+^%u0w.?

7k2G!

]$R

当地震输入数据是加速度时，地震动的输入的前提是要释放该方向的约束，如不释放上一个step该边界的约束，该动力分析步会提示过约束的错误，导致计算中断：

从导入INP后ABAQUS6.10自动修改后的文件可以看出在动力分析步上，ABAQUS自动释放了以前的约束：

7f-b"~:

]1j%K-a+j

*AMPLITUDE,NAME=HAMPx,INPUT=H.inp0G）}"J"W7v  ?

*AMPLITUDE,NAME=VAMP,INPUT=V.inp

（数据格式一排四组：

时间,加速度  时间,加速度  时间,加速度  时间,加速度）

——————————————————————————————————

**STEP:

Dynamic8["E$s'L+\6X  P5v

*Step,name=Dynamic,nlgeom=YES,inc=3000

*Dynamic3\4`7O1Q7b）Y（Q

0.02,30.,0.0003'I/j  A#L7p3[0\8I（?

'V

*Boundary,op=NEW,amplitude=HAMP,type=ACCELERATION3x;T  F.O  A!

C,U*p2K$W!

L*W

_PickedSet94,1,1,0.01

（这个0.01是因为我的地震数据单位是cm，将基调整为m）

**_PickedSet94,2,2,0.01/}!

S#q5z7f）]6H!

o

（为实验，专门去掉了2方向的acceleration，因此下图中为一条直线）$B0V:

E0Y9@:

~.a'B

*Boundary,op=NEW,amplitude=VAMP,type=ACCELERATION#T9G6z9_#D-t2f（y0_

_PickedSet94,3,3,0.01

*Boundary,op=NEW

（从这里可以看出，ABAQUS自动释放了以前的约束）

这里问题出现了，当地震时程很长时，模型的位移会随增量步的增加变得越来越大，从下图可以看出一个电站建在基础上的取水口直接跑了12m，这与事实是完全不相符的（即使震毁也应该是原地破坏）。

一般做法是用特征点（自定）减去基础点的位移值来获得结构在地震动作用下的变形，如图2。

7y4j*j:

J5l"Q（F）n7f;s

引用shanhuimin923版主的原话：

&i/c.V:

R0?

7U$\

“  对于三维空间模型，选择acceleration/angularacceleration类型输入地震动时，建议尽量解除地震动方向的约束，尽管有时不解除约束计算也有可能进行，但更多的时候程序会报错。

无论是否解除该方向的约束，只要能进行计算，结构都是正确的，对结果没有影响。

”

我现在很想弄出在原地震动的结果，即一个点无需操做XY数据（减操做），直接输出波形文件，这样感觉更合情合理。

3M3F5q;_4A8F3D*q

#U-U）@!

o3p8[4g

下图1为特征点历时（合计值）的变位，可以看出飞了12米。

下图2为特征点减底部的历时变位（看出很合理）9_4L&W"G'q

下图3为震飞的样子。

下图3为震飞的样子。

未命名.jpg（32.22KB,下载次数:

2）

未命名2.jpg（59.88KB,下载次数:

4）

未命名3.jpg（35.17KB,下载次数:

1）

CEL-水滴入水的例子

AbaqusReleaseNotes.jpg（31.25KB,下载次数:

53）

waterdrop.gif（121.12KB,下载次数:

45）

part與assemblymodule:

由於是水滴入水,所以全是eulerianelement,並edit為eulerianpart;如果有Lagrangianelement,需要另外建立網格,asembly時可以接受干涉.

materialmodule:

水的材料參數中,其中C0為聲波在水中之速度,s與Gamma0小弟並不了解,只是參考作設定,如有高手了解,請幫忙作解釋.

suboptions中的Eosshear中的Viscosity設定似乎並無定數,估計需依題目調整.

stepmodule:

在fieldoutput中選擇EVF才能觀察eulerianelement含material的部份.

注意eulerianelement無法使用massscaling.

Interactionmodule:

如全為eulerianelement,則不需做contactinteraction;如同時有Lagrangianelement,設需設定generalcontact,contactproperty的friction,原廠洗衣機的例子是設定為rough,請參考.

Loadmodule:

在eulerianelement的邊界需設定velocity為0以防止material流出.

predifinedfieid中需設定materialassignment指定eulerianelement的volid及material區域

在例子中只讓水滴落下的速度為100mm/s,各位可以自行調試看看是否能否激起水花.

Meshmodule:

此處調低了relaxstiffness使element較為柔軟,並調低了bulkvisocity使應力波較為尖銳,各位可以自行調試看看是否能否激起水花.

Visualizationmodule:

在results/options/改勾選computescalarsafteraveraging.

在tools/viewcult/manager中勾選EVF_VOID即可顯示eulerianelement含material的部份.

predifinedfieid中需設定materialassignment指定eulerianelement的volid及material區域

应用abaqus的SPH技术分析【弹体穿靶模型】以及教程

1：

单元的转换问题

2：

接触设置问题

3：

同一物体不同区域（SPH区与非SPH区）的衔接问题。

如下是模型计算结果：

如下是弹体的速度与加速度变化曲线：

有限元网格准备，本模型的网格是在hm中导入，见附件的HM文件。

sph_hm.rar（676.16KB,下载次数:

94）

2：

从hm导出的文件已在上面的文件包里面给出，这个inp文件将是我们后面编辑inp文件的主体文件，可以先保存为sph_input.inp,

    然后，通过PYTHON脚本进行处理，详细见贴：

    需要注意的是，因为含有多个部分，所以输入命令改为：

abaquspythonsolidtosph.py-inp

3：

生成新的inp文件，打开这个inp文件会发现，里面的C3D8/C3D8R/C3D8I单元全被转换为了PC3D单元，因为我在hm中对靶体的sph部分与

    非sph部分以及弹体分别建立了单元集，所以这个新生成的inp文件里面会有3个PC3D单元集，将其中代表SPH区域的单元集复制过来，覆盖

    sph_input.inp中原为C3D8R单元集的SPH部分。

4：

建立面集：

首先将SPH区域基于单元集建立节点集，再基于节点集建立面，这个面用于后面与弹体的接触以及与非sph区域的衔接，相应

                  命令行：

*nset,nset=nplate,elset=sph（SPH区域单元集）

                  **

                  *surface,name=nodes,type=node

                  nplate

                  其次将非SPH区域基于单元集建立face，用来与SPH区域建立衔接。

                  第三，将弹体基于单元集建立face,用来定义与SPH区域的接触。

5：

建立接触，将前面建立的SPH区域与非SPH区域的面，建立面面接触，相应命令

                *contact

                *contactinclusions

                nodes,project

                *ContactPropertyAssignment

                ,,frict

6：

建立SPH区域与非SPH区域的衔接，这个是靠“tie”来实现的，

                *tie,name=plates,positiontolerance=0.5,adjust=no

                nodes,plate2

剩下的就是建立截面属性（SPH的按默认的设置即可，也可以按照手册上的介绍修改参数），材料，建立分析步，输出选项等等，见：

sph_input.rar（240.15KB,下载次数:

77）

&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&

说明：

对直接建立PC3D单元，我觉得也较简单，我查看了一下转换得到的PC3D单元，无非是原模型中SPH单元的节点号，一个PC3D单元对应一个节点号，将这个

      节点号写两次，就是对应的PC3D单元。

例如：

*ELEMENT,TYPE=PC3D,ELSET=sph

        186,      186

        187,      187

        188,      188

        。

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      11084,    11084

      11085,    11085

      11086,    11086

      11087,    11087

      11088,    11088

这是转换出来的SPH区域的单元，如下是原单元的节点：

186,  187,  188,  189,  190,  191,  192,  193,  194,  195,  196,  197,  198,  199,  200,  201

  202,  203,  204,  205,  206,  207,  208,  209,  210,  211,  212,  213,  214,  215,  216,  217

  218,  219,  220,  221,  222,  223,  224,  225,  226,  227,  228,  229,  230,  231,  232,  233

  234,  235,  236,  237,  238,  239,  240,  241,  242,  243,  244,  245,  246,  247,  248,  249

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11052,11053,11054,11055,11056,11057,11058,11059,11060,11061,11062,11063,11064,11065,11066,11067

11068,11069,11070,11071,11072,11073,11074,11075,11076,11077,11078,11079,11080,11081,11082,11083

11084,11085,11086,11087,11088

是不是都对上了？

知道了这个规律，手写PC3D单元应该也不难。

Lamb波的问题

一块450mm*450mm*1.5mm的铝板，在其上激励lamb波，激励源是半径为1mm的圆，在距离30cm处放置两个传感器（一个与激励在同一水平面，另一个偏移30度），接收波形，lamb波中心频率为200k。

用ABAQUS仿真过程：

    1、建立3维板模型，尺寸如上，确定激励和传感的位置，在激励处利用拆分草图及拆分几何元素选项作圆，然后将板拆分，如图：

    2、指定材料属性，密度2780kg/m3,杨氏模量73.1GPA，泊松比0.33，创建截面，指派截面，装配。

    3、划分网格，网格大小为1mm。

    4、创建动力、显式的分析步，时间为0.001s，最大时间增量5e-007，分别在两个传感处建立集，每个集包含一个单元的三个节点，如图：

    5、建立场输出和历程输出，场输出为整个模型，输出变量为位移U，采样时间为5e-007；历程输出为两个集，输出变量为位移U1、U2、U3，采样时间为5e-007。

    6、创建作业，选择写入输入文件选项，已得到inp文件，方便为载荷选点。

    7、导入inp文件，创建载荷，幅值为预