911十六周年 | ABAQUS在連續(xù)性倒塌的有限元仿真分析

 16年前，2001年9月11日，美國911恐怖襲擊造成了2997人死亡，超過6000人受傷，財產損失至少100億美元（數(shù)據來源：維基百科）。

 911事件引起了土木工程界對結構連續(xù)性倒塌的廣泛關注，其后相關研究也不斷展開。而連續(xù)性倒塌是一個復雜的過程，從構件的失效和碎片的沖擊到結構整體的破壞，全過程是一個高度非線性和多物理場耦合作用的過程，而且破壞的隨機性比較大，因此研究分析中常將結構試驗或仿真模擬進行簡化處理。以仿真模擬來說常用的倒塌仿真分析方法有：有限元方法、離散單元法以及通過3維建模軟件+物理引擎模擬。深圳市有限元科技有限公司是一家有十年有限元分析項目經驗的高科技企業(yè)。

有限元方法[2]

離散單元法[3]

 那回到ABAQUS中連續(xù)性倒塌的分析，ABAQUS提供了一種“生死單元”的接觸技術：Modelchange，該方法可以在一個設定的時間內讓單元失效m.tyrp.net，從而可以模擬結構構件失效，然后在后續(xù)的非線性動力分析中來考察殘余結構的響應，再通過一定的判定指標來判定結構是否倒塌破壞。

 注意：Modelchange目前只能用于Standard的分析計算中。

 以下為實現(xiàn)步驟：

 1、先在柱失效所對應的分析步中設置柱構件的失效時長，一般取殘余結構自振周期的0.1倍[5]。之后設置后續(xù)結構響應的分析步，步長的長短需是使結構達到穩(wěn)定或者發(fā)生倒塌，初次計算可以進行嘗試，比如5s；

 2、進入Interaction模塊，點擊接觸定義，在設定的分析步下選擇Modelchange，點擊Continue；

 3、點擊Region后面的箭頭，選擇想要定義失效的構件，完成后點擊OK。

 以前用該方法做過一個平面框架倒塌模擬的例子，效果如下：

 該方法可以在ABAQUS中完成連續(xù)性倒塌的模擬，但是因為沒有考慮構件失效的具體原因，所以效果看起來并不是很真實，如果想進一步更真實地進行仿真分析，就需要定義一些材料失效的指標，以及考慮構件失效的外部誘因。

 有限元科技是Abaqus軟件在中國的一級代理商，公司以工程仿真軟件開發(fā)為核心，集cae咨詢、cae培訓、cae軟件研發(fā)與銷售為一體，秉承以最高質量的產品和最高質量的服務滿足客戶的各種需求的服務理念，致力于為客戶提供一站式cae整體解決方案，目前已為全國超過500家企業(yè)提供cae分析服務。如需購買有限元軟件或咨詢服務請聯(lián)系電話：13632683051，咨詢QQ：2039363860/4006046636。

 寫到這里，感覺今天分享的內容在宏大的歷史事件中顯得很渺小，不過結構的抗連續(xù)性倒塌研究還要繼續(xù)，希望以后的結構有強大的魯棒性可抵御一切自然和人為災害。

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