2021年ABAQUS仿真技术竞赛获奖作品集来啦

引言

伴随企业信息化技术的发展，计算机辅助工程（CAE）技术已经在工程建设行业与生产制造业的工程设计质量把控及可靠性验证环节起到了举足轻重的作用，帮助研发部门降低成本，缩短开发周期，控制潜在风险。CAE技术的出现归功于有限元法的理论迅速发展。但是有限元分析计算依靠人工费时费力。计算机的诞生为有限元分析的推广提供了先决条件。达索系统SIMULIA品牌旗下的ABAQUS软件是世界范围内最先进的大型通用非线性有限元分析软件，被全球工业界广泛认可，引领虚拟世界仿真分析的发展。

获奖作品集

为了提高工程建设行业技术人员借助ABAQUS软件创新性地解决实际问题的能力，达索系统与合作伙伴上海江达共同举办了面向工程建设行业的ABAQUS仿真技术竞赛，旨在搭建相互学习借鉴、交流沟通的平台，共同促进行业的技术进步。大赛于2021年4月正式启动。截止到8月31日，共有约400人报名参赛，最终收到有效作品55份。依照事先公布的评奖标准，评选委员会对55份作品进行了细致研究和多次讨论，最终评选出了1名一等奖，3名二等奖和6名三等奖。

2.1 获奖名单

2.2 快来学习他们的作品吧

2.2.1

基于ABAQUS的地下室桩筏基础抗冲切精细有限元分析

概述：本项目位于地铁旁。由于地铁隧道要求，结构地下室筏板基础边必须与地铁边线保持足够的安全距离，因此结构的筏板在靠近地铁一侧不能挑出太大。这使得上部结构的最外侧框架柱距离筏板边界距离不满足构造要求。设计时通过牛腿将上部框架柱与下部地下室外墙连在一起，共同分担上部结构传来的竖向荷载。采用 ABAQUS软件对桩筏基础进行小震及等效中、大震作用下的有限元分析，验证该处理方式的安全性，分析不考虑土的有利作用，计算结果偏安全。

2.2.2

城市区域建筑抗震分析实例及应用

概述：城市重要建筑的地震安全水平及韧性水平由于现代抗震及减震控制技术的大量应用正在获得实质性提高，但其水平到底如何，最终提高到什么水平才能满足经济发展对于地震安全性的诉求，需要一个客观的评价标准和技术体系。本文主要从多尺度下进行抛砖引玉，给出区域建筑地震仿真分析的实例，探究城市区域性建筑的建筑结构系统抗震分析，旨在对于区域地震进行可用于韧性评估较准确的精细化分析。

2.2.3

基于ABAQUS分析结果的Isight试验数据拟合

概述：有限元仿真已广泛应用于土木工程各领域，仿真计算与模型试验成为推动结构工程模拟发展的基本手段。随着分析技术的更新，计算结果的准确度与精度不断提高。用试验数据标定计算参数已经成为大型工程批量仿真模拟的常用方法。本文中案例使用Isight中的数据匹配组件进行混凝土材料参数校准，使模拟应力—应变数据与单轴受压试验数据相吻合。

2.2.4

建筑结构动力弹塑性与倒塌分析的参数化建模软件PA-TRANS

概述：建筑结构动力弹塑性与倒塌分析的参数化建模软件PA-TRANS是将PKPM软件视为ABAQUS有限元软件的基础建模器或前处理程序。PA-TRANS程序基于有限元参数化建模思想，按工程分析需求设置建模参数，利用Python语言后台操纵ABAQUS内核，提取由PKPM/PMSAP进行结构分析、设计得到的结构几何模型、配筋以及荷载、边界条件等信息并补充材料本构模型等参数，生成ABAQUS模型CAE文件及相应的INP文件。设计人员可在此模型基础上进一步修改、完善结构模型以及网格的重新划分。结合钢与混凝土单轴材料本构模型SJZU-CSUNIAXIAL，可将结构模型提交ABAQUS进行结构动力弹塑性分析与倒塌过程模拟，从而开展结构的抗震性能评估。

2.2.5

地铁矿山法近接对高铁盾构隧道竖向变形影响研究

概述：北京地铁12号线下穿清华园盾构隧道段采用矿山法施工。地铁结构拱顶距盾构管片最近约1.6m，既有盾构隧道尚在沉降期范围内，地铁穿越施工风险极大。本项目计算采用ABAQUS有限元计算软件，建立三维实体模型，模拟地铁矿山法隧道下穿施工对既有京张高铁清华园盾构隧道结构的影响。

2.2.6

超长混凝土结构收缩应力分析案例

概述：某市环球中心为大型综合体，地下三层，地上二十二层，结构形式为框架-剪力墙结构，基础采用筏板基础。本项目为确保地下结构抗裂性能，采用了ABAQUS软件模拟成型收缩过程对其组合应力进行计算分析，即选定工况建立结构模型，按通常施工顺序与分段用时，考虑混凝土成型收缩与弹性模量增长变化规律，对混凝土成型收缩过程进行时程分析。

2.2.7

基于数字化拱坝安全性分析

概述：拱坝是一种典型的水工结构，目前我国水工结构建设处于快速发展阶段，不仅在国内有较多的建设项目，而且一带一路基建项目中也有不少建设项目。拱坝的设计与建设受到水文地质环境的影响，因此拱坝的尺寸、材料和选址等问题制约了拱坝的设计与建设，并且对其服役的安全性也有很大的影响。本文采用参数化方法设计了一座位于河床之上的双曲率拱坝几何模型，同时将泄洪口和“V”字形地形参数化，协助双曲拱坝的形态设计，并应用ABAQUS软件进行拱坝在多荷载工况下安全性分析。

2.2.8

基于ABAQUS的空间RC梁柱节点抗震性能分析

概述：本次模拟采用共设计三种类型节点：平面节点PM、空间节点KJ、空间带楼板节点KJS总共15个节点，以研究不同梁柱抗弯刚度比下的三种节点抗震性能。

2.2.9

一致输入和多点输入下超长钢框架结构动力弹塑性时程分析

概述：针对罕遇地震作用,本文采用位移输入模式，对超长钢框架结构建立有限元计算模型，分别采用一致激励输入和多点激励输入方法，进行动力弹塑性时程分析。通过数值模拟研究发现，在超长结构中（例如航站楼等）采用多点激励输入计算结构在罕遇地震作用下的响应更合理。

2.2.10

考虑了双非线性的复杂钢结构节点极限承载力分析

概述：本工程为某影城广场前的“大门”，建筑创意为电影的胶片-大飘带。结构采用钢结构片状桁架形式，端部采用V字型支撑整个结构体系，V字型支撑底部与基础连接，本文主要研究对象为V字型柱脚节点，该节点为关键受力部位，需要进行极限承载力的验算，故采用ABAQUS软件中的弧长法加载的方式进行极限承载力的研究，计算过程中考虑了几何非线性和材料非线性。

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