abaqus管道建模过程 20

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-shellplanar模块part-1（图1/4圆剖0.02220.001659的距离形成管道内径圆（图3）切割出1/4圆（图为part-1的交点。图图2.图图（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-shellplanar模块part-2（图1/4圆剖面。通过先画一个半径为0.0220.001659并作辅助线（图7）切割出1/4圆（图part-2剖面。由于腐蚀深度为的交点。图5.图6.图图2、运用Assembly模块进行管道装配。进入Assembly其中part1-1和part1-2和part2-2为腐蚀管道截面。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。图图图3、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（图20D，含有正常情况和腐蚀情况的管道模型。图图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实际位移。我们创建一个3D-analyticalrigid模块part-4（图制内壁接触。具体是先画一条长度0.0222的线段（图0.888，tools-referencepoint，选择RP作为参考点（图图图图长图Assembly模块中将刚性面装配给part-3。进入Assemble模块，将刚性面与part-3装配起来（图TranslateInstance命令移动刚性面与1/4管道截面恰好接触（图个带刚性面的1/4管道模型part-4。图图5、property模块定义材料属性。运用EXCEL表格中的数据，输入材料密度7850（图206107000000和泊松比0.3（图21）以及一系列应力-应变关系（图点击creatsection命令（图23）和editsectionassignment命令（图最后选中单元对管道完成单元属性定义（图图图图图图图6、step模块定义分析方法。进入step模块，选用Static，Riks弧长法。Nlgeom选择on，即设置分析过程为几何非线性。调整最大增量步（Maximumnumberofincrements）分析步数，调节好arclengthIncrement的大小，为保证在之后的计算中，加载力的曲线能够出现下降并且管道能压溃。此处我们小组修改initial为0.02，修改maximum为0.1，完成step的定义。图7、interaction定义刚性面与管道内壁的接触。最多压溃到刚性板以后就不再继续变形。进入interaction模块，定义法向与切向接触，均为默认值（图定义刚性面与管道内表面的接触形式为面—面接触，先选刚性面，得到brown和purple，选择brown。再选管壁，选默认值，得到如图28。图图8、mesh模块划分单元。Object选择part首先定义种子（seed图number来控制划分，轴向和周向的网格用size来控制划分图30。图31的种子定义完成，最后点击meshpart命令得到图32。图图图图9、load模块施加约束和载荷。对刚性面施加全固定约束（图33）。对称面采用对称边界条件约束，两个径向面中与x轴垂直的采用图34y轴垂直的采用图35所示条件的约束，腐蚀端的截面与z轴垂直因此采用图36所示条件的约束。正常端的截面施加如图37所示约束。最后点击creatload命令，施加载荷pressure大小为2e7（如图38）。图图图图图图二、PYTHON参数化处理在建模完成，并得出初始Lg、Ls、Lf参数的分析结果后，将模型导出为参py.文件中的三种缺陷影响参数，可以进行管道局部压溃问题的参数敏感性分析。其具体工作如下：从ABAQUSpy后用电脑中的python2.7打开，除去session.viewports