Abaqus在边坡安全设施建设中的应用:拦石网冲击动力学仿真

01. 拦石网Abaqus冲击动力学仿真

建立拦石网的冲击动力学仿真模型,该模型中石块动能级为220KJ,网绳材质为钢丝,支架为工字钢,单片拦石网尺寸为3×6.5m,共三片。

geom.jpg

拦石网几何模型



0.7吨的石头以25m/s的速度撞到钢丝网上,本模型未考虑边界缓冲索的影响。

bc.jpg

拦石网有限元模型



计算结果:

rockfall.gif

石头冲击拦石网



peeq.jpg

支架与钢丝网的等效塑性应变



02. 彻底解决仿真中接触穿透现象

Abaqus的Edge to Surface/Edge to Edge接触功能十分强大,但需要特殊设置才能达到理想的效果。

这个仿真中,与石块相比,钢丝网线径比较小,很容易出现接触穿透的问题。正常情况下,模型中有Edge to Surface接触时,Edge应当只能沿Surface的切向进行表面滑动,而不应该沿法向穿入内部,这种现象需要在Interaction模块进行特殊设置,就能彻底解决,不需要进行网格细化。

contact.gif

病态接触与正常接触对比



contact2.jpg

病态接触:网绳单元穿入石头单元内部



contact3.jpg

正常接触:网绳只能在石头表面运动

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