abaqus管道建模过程-2.0.doc
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1、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,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-shell planar模块part-1(图1),建立正常段管道1/4
2、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。图1.creat part 图2. 绘制管道内径圆 图3.作辅助线 图4.正常管道剖面(2)part模块建立腐蚀管道剖面。腐蚀管道剖面与正常管道剖面做法相同,同样创建一个3D-shell planar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
3、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. creat part 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
4、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.creat instance 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.edit so
5、lid loft 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-reference point,选择RP作为参考点(图17),用于移动刚性面和添加载荷。图14.creat part 图15.
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