abaqus管道建模过程-2.0

abaqus管道建模过程-2.0一、建立ABAQUS有限元模型（一）模型选择针对海洋管道缺陷引起的局部压溃问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，本小组采用ABAQUS建立管道局部片腐蚀有限元模型，将局部片腐蚀段长度Lf、局部片过渡段长度Lg、片腐蚀深度Ls作为研究的缺陷影响参数，建立三维直管道模型。模型正常管道外径取44.4mm，壁厚取1.659mm，施加压力为20mpa。建模分析过程采用非线性弧长法（Static，Riks），控制分析步中的增量步，以保证在之后的计算中，加载力的曲线能够下降并且管道能压溃。（二）模型建立1、建立管道剖面（1）part模块建立正常管道剖面。首先创建3D-shellplanar模块part-1（图1），建立正常段管道1/4圆剖面。具体是先画一个半径为0.0222的圆，向圆内偏移一个管厚0.001659的距离形成管道内径圆（图2），并作辅助线（图3）切割出1/4圆（图4），右下图即为part-1剖面。其中两条辅助线是圆心分别与点（0，0.0222）和点（0.0222,0）的交点。模块part-2（图5），在该模块下建立腐蚀段管道1/4圆剖面。通过先画一个半径为0.022的圆，向圆内偏移一个管厚0.001659的距离形成管道内径圆（图6），并作辅助线（图7）切割出1/4圆（图8），右下图即为part-2剖面。由于腐蚀深度为0.0003，则两条辅助线是圆心分别与点（0，0.0219）和点（0.0222，0）的交点。图5.creatpart图6.绘制管道内径圆图7.作辅助线图8.腐蚀管道剖面2、运用Assembly模块进行管道装配。进入Assembly模块，我们先创建Instance（图9），因为有四个截面需要装配，由刚刚设置的截面各选择两次得到part1-1，part1-2，part2-1，part2-2，其中part1-1和part1-2为正常管道截面，part2-1和part2-2为腐蚀管道截面。我们研究的管道长20D，所以将part2-2向内偏移5D，part1-1向内偏移10D，part1-2向内偏移20D（图10）。再选择instance-merge/cut（图11）,进入merge/cut，选取所有对象，得到一个包含全部四个截面的part-3，即part-3中包含了整根管道的各个截面信息。图9.creatinstance图10.part3图11.merge/cut3、part模块下放样，生成完整的1/4管道模型。在part-3下，选择工具栏中放样工具（图12），选中相邻两截面进行放样（图13），得到一个长20D，含有正常情况和腐蚀情况的管道模型。图12.editsolidloft图13.放样完成模型4、对模型进行刚性约束（1）part模块建立刚性面。由于我们建立模型时采用了管道的1/4作为模型，破坏了结构连续性，所以需要对其竖直和水平两侧内壁进行刚性约束，使其在受载过程中发生的位移符合实际位移。我们创建一个3D-analyticalrigid模块part-4（图14），创建刚性面，控制内壁接触。具体是先画一条长度0.0222的线段（图15），然后拉长到0.888，形成一个平面（图16），该平面就是刚性面。最后由菜单tools-referencepoint，选择RP作为参考点（图17），用于移动刚性面和添加载荷。图14.creatpart图15.长度0.0222的线段图16.长0.888平面图17.RP作为参考点（2）、在Assembly模块中将刚性面装配给part-3。进入Assemble模块，将刚性面与part-3装配起来（图18）。然后通过TranslateInstance命令移动刚性面与1/4管道截面恰好接触（图19），得到一个带刚性面的1/4管道模型part-4。图18.creatinstance图19.带刚性面的1/4管道模型part-45、property模块定义材料属性。运用EXCEL 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 格中的数据，输入材料密度7850（图20），输入杨氏模量206107000000和泊松比0.3（图21）以及一系列应力-应变关系（图22）。然后点击creatsection命令（图23）和editsectionassignment命令（图24），最后选中单元对管道完成单元属性定义（图25）。图20.定义材料属性图21.定义材料属性图22.定义材料属性图23.creatsection图24.editsectionassignment图25.完成单元属性定义6、step模块定义分析方法。进入step模块，选用Static，Riks弧长法。Nlgeom选择on，即设置分析过程为几何非线性。调整最大增量步（Maximumnumberofincrements）分析步数，调节好arclengthIncrement的大小，为保证在之后的计算中，加载力的曲线能够出现下降并且管道能压溃。此处我们小组修改initial为0.02，修改maximum为0.1，完成step的定义。图26.creat、editstep7、interaction定义刚性面与管道内壁的接触。接下来需要定义刚性板和管道直接的接触形式，保证当管道发生受力变形时，最多压溃到刚性板以后就不再继续变形。进入interaction模块，定义法向与切向接触，均为默认值（图27）。随后定义刚性面与管道内表面的接触形式为面—面接触，先选刚性面，得到brown和purple，选择brown。再选管壁，选默认值，得到如图28。图27.editcontactproperty图28.8、mesh模块划分单元。Object选择part首先定义种子（seededges），先将结构用网格显示（如图29），然后具体将网格分为径向，轴向，周向三类，径向网格用number来控制划分，轴向和周向的网格用size来控制划分图30。图31的种子定义完成，最后点击meshpart命令得到图32。图29.网格显示图30.localseeds图31.定义种子图32.划分完成图9、load模块施加约束和载荷。对刚性面施加全固定约束（图33）。对称面采用对称边界条件约束，两个径向面中与x轴垂直的采用图34所示条件的约束，与y轴垂直的采用图35所示条件的约束，腐蚀端的截面与z轴垂直因此采用图36所示条件的约束。正常端的截面施加如图37所示约束。最后点击creatload命令，施加载荷pressure大小为2e7（如图38）。图33.图34.图35.图36.图37.图38.二、PYTHON参数化处理在建模完成，并得出初始Lg、Ls、Lf参数的分析结果后，将模型导出为参数化建模脚本文件（py.文件），通过分别修改py.文件中的三种缺陷影响参数，可以进行管道局部压溃问题的参数敏感性分析。其具体工作如下：从ABAQUS工作目录中找到建模时产生的日志文件（.rpy），修改后缀名为py后用电脑中的python2.7打开，除去session.viewports开头的变化视角的语句以及#:开头的注释语句，剩下的即为在之前的CAE操作中的有效语句。（图39为部分语句）。图39.部分语句下面将程序中的腐蚀深度，过渡段长度以及腐蚀段长度分别用字母Ls，Lg，Lf来表示，在程序语句的最前面对其进行赋值（图40）。然后在程序语句中找到建模过程中出现的全部的腐蚀深度，过渡段长度以及腐蚀段长度参数，将其分别用Ls，Lg，Lf代替。在修改模型的缺陷影响参数，对结构进行敏感性分析的过程中，可以直接通过修改程序前面的赋值语句，逐一改变缺陷影响参数，从而简化工作（图41到图44）。图40.图41图42图43图44