案例分享:变直径开口刚桩的承压测试与分析

1. 引言:

iSolver为一个完全自主的面向工程应用的通用结构有限元软件,对标Nastran、Ansys、Abaqus设计和实现,具备结构有限元常用分析类型和单元、材料、载荷等基础算法组件,精度和Abaqus一致。本文以固土圆撑和加强筋构成的地基承载分析为例,演示iSolver的分析流程,并将iSolver和Abaqus计算结果进行对比。


2. 模型背景

该模型为3维模型,为海洋岩土工程中变直径开口刚桩的承压力学性能测试。变直径钢管桩的材料为钢材,密度为7.85,弹性模量为210GPa,泊松比为0.28。钢管的外直径均为2m,管长20m,管下半段的10m内直径为1.8m(壁厚为0.1m),管上半段的10m内直径为1.9m(壁厚为0.05m)。


3. 建模

模型如下:

【iSolver案例分享34】变直径开口刚桩的承压测试的图1

网格如下:

【iSolver案例分享34】变直径开口刚桩的承压测试的图2

材料属性如下:

【iSolver案例分享34】变直径开口刚桩的承压测试的图3【iSolver案例分享34】变直径开口刚桩的承压测试的图4

约束和载荷如下:

【iSolver案例分享34】变直径开口刚桩的承压测试的图5



4. 结果对比

1) 应力

a) 视图1(米塞斯应力)

iSolver结果:

【iSolver案例分享34】变直径开口刚桩的承压测试的图6

Abaqus结果:

【iSolver案例分享34】变直径开口刚桩的承压测试的图7


2) 总应变

iSolver结果:

【iSolver案例分享34】变直径开口刚桩的承压测试的图8

Abaqus结果:


【iSolver案例分享34】变直径开口刚桩的承压测试的图9

3) 位移

iSolver结果:

【iSolver案例分享34】变直径开口刚桩的承压测试的图10

Abaqus结果:

【iSolver案例分享34】变直径开口刚桩的承压测试的图11



5. 结果对比总表如下

1. 应力、应变及位移总体分布完全相同;

2. ABAQUS与iSolver求解器求解到极限位置结果见表1,可见极限位置求解结果包括应力应变和位移,均与原始求解器结果完全吻合,可以为实际产品工程设计提供参考。

表格 1 计算结果

指标应力S应变E位移U
Abaqus5.2779.120E-093.623E-07
iSolver5.2779.120E-93.623E-07


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