案例分享:iSolver下的开口钢管桩单轴压缩实验

一.模型背景:

该模型为开口钢管桩,该钢管桩的尺寸为:外直径2m, 壁厚0.05m, 桩长9m。桩所用钢为Q235钢,采用弹塑性本构模型,钢材密度为7.85t/m3, 弹性模量为215e6KPa, 泊松比为0.28,屈服强度为235MPa, 屈服后的应力应变关系为理想弹塑性模型。由于开口钢管桩具有轴对称性,故而只建立90度的模型,以降低计算成本。

【iSolver案例分享】开口钢管桩的单轴压缩试验的图1

图一:所建90度的开口钢管桩

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图二:钢材的参数设置


该模型的两个侧边截面为轴对称约束,桩底部固定,顶部受到均布荷载,压强为4000KPa。

【iSolver案例分享】开口钢管桩的单轴压缩试验的图5

图三:桩的边界约束及荷载



模型的网格类型采用C3D8R,将壁厚分为了两层。

【iSolver案例分享】开口钢管桩的单轴压缩试验的图6

图四:模型的网格划分




二.iSolver与Abaqus的结果对比

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图五:桩内侧应力分布图(上侧:abaqus; 下侧:iSolver)


【iSolver案例分享】开口钢管桩的单轴压缩试验的图9【iSolver案例分享】开口钢管桩的单轴压缩试验的图10

图六:桩内侧底部的应力集中图(上侧:abaqus; 下侧:iSolver)




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图七:桩外侧应力分布图(上侧:abaqus; 下侧:iSolver)


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图八:桩外侧底部的应力集中图(上侧:abaqus; 下侧:iSolver)


取桩外壁的应力路径(图九)做桩的应力、应变及位移由桩顶部到桩底部的分布图。

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图九:所取应力路径





【iSolver案例分享】开口钢管桩的单轴压缩试验的图17

a)Abaqus

【iSolver案例分享】开口钢管桩的单轴压缩试验的图18

b)iSolver

图十:桩轴向应力随深度分布图(x=0:桩顶;x=9:桩底部)


【iSolver案例分享】开口钢管桩的单轴压缩试验的图19

a) Abaqus  

【iSolver案例分享】开口钢管桩的单轴压缩试验的图20

b)iSolver

图十一:桩轴向应变随深度分布图(x=0:桩顶;x=9:桩底部)


【iSolver案例分享】开口钢管桩的单轴压缩试验的图21

a) Abaqus        

【iSolver案例分享】开口钢管桩的单轴压缩试验的图22

b)iSolver

图十二:桩轴向位移随深度分布图(x=0:桩顶;x=9:桩底部)


由分析可见,iSolver所得结果与Abaqus的精度近乎一致。

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