iSolver实例展示:螺旋锚的抗弯曲性能评估

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。本文以螺旋锚的抗弯性能测试为例,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,为海洋岩土工程中螺旋锚(或螺旋桩)的抗弯力学性能测试。螺旋锚在海洋岩土工程中的应用具有极大的前景,例如用于锚固海上风机等。

螺旋锚(Helical Pile)材料为钢材,弹性模量为215GPa,泊松比为0.28。锚的尺寸为一般海洋岩土工程中的尺寸,杆的长度为7m,杆的直径为0.05m,螺的直径为1m,厚度为0.025m。


3. 建模

模型如下:

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图1


模型网格划分C3D8单元:

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图2

材料属性如下:

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图3

边界条件,底部固定,杆的顶部位移:

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图4




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35】螺旋锚的抗弯性能测试的图5

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图6

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图7


Abaqus结果:

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图8

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图9

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图10


2) 总应变

iSolver结果:

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图11

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图12

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图13



Abaqus结果:

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图14【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图15【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图16


3) 位移

iSolver结果:

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图17

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图18

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图19

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图20

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图21

【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图22


Abaqus结果:


【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图23【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图24【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图25【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图26【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图27【iSolver案例分享35】螺旋锚的抗弯性能测试的图28



5. 结果对比总表如下

由以上结果云图分析可知,iSolver和ABAQUS两个求解器对同一模型分析的结果同一性较好,应力应变的最值发生位置一致,具体数值分析见下表。

iSolverABAQUS
总应力8.188e+048.188e+04
总应变3.618e-043.618e-04
总位移U1.0e-011.0e-01
位移U11.496e-061.496e-06


6. iSolver免费下载

iSolver为免费软件,且无license限制,最新版免费下载地址如下:

https://www.jishulink.com/content/post/337351

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