ABAQUS对船舶行业的解决方案
基于ABAQUS的近距水下爆炸对舰艇的冲击响应研究
基于ABAQUS的近距水下爆炸对舰艇的冲击响应研究焦安龙;贾则;陈高杰【摘要】舰艇非接触水下爆炸冲击响应是一个重要而复杂的问题,对舰艇结构和设备抗爆抗冲击的研究有着重要的意义.运用有限元程序ABAQUS对舰艇在近距离非接触水下爆炸作用下的冲击响应进行了数值仿真,详细给出舰艇冲击响应的结果,由此获得舰艇结构的应力响应、加速度响应和速度响应的规律,为实船抗冲击试验奠定了理论基础.数值仿真所得舰艇响应规律与实际计算分析情况基本相符,为舰艇抗爆结构设计提供参考.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(023)010【总页数】4页(P179-181,185)【关键词】水下爆炸;ABAQUS;声-固耦合;冲击响应;数值模拟【作者】焦安龙;贾则;陈高杰【作者单位】中国人民解放军91439部队辽宁大连 116041;中国人民解放军91439部队辽宁大连 116041;中国人民解放军91439部队辽宁大连 116041【正文语种】中文【中图分类】TN302随着水中兵器的发展，水下爆炸的当量、冲击持续作用时间及冲击波强度明显增强，水下爆炸载荷对舰艇结构的直接破坏作用越来越大，直接威胁着舰艇的作战能力和生命力，所以提高舰艇的抗冲击性能成为一项迫切的任务。
炸药在水中爆炸后会产生冲击波，冲击波作用时间短，但压力幅值极大，往往能使舰船产生严重变形甚至破损[1-3]。
研究舰艇在水下爆炸冲击波作用下的动态响应对提高舰艇的抗爆性能具有重要意义。
近年来，由于计算机硬件和软件的高速发展，在研究水下爆炸问题时数值计算方法得到越来越多的应用，许多学者对于船舶在水下爆炸作用下的冲击响应进行了数值模拟研究。
2003年，张振华、朱锡、冯刚等提供了一个利用MSC/DYTRAN和FORTRAN联合使用数值模拟水面船舶在远距离水下爆炸载荷作用下动力响应方法[4]。
同年，姚熊亮、侯健、王玉红等利用ANSYS/LS-DYNA计算了船体在不同炸药当量、起爆位置、有限元网格划分时的冲击环境，分析了船体在不同工况下的冲击响应[5]。
ABAQUS-Aqua
ABAQUS-AquaABAQUS-AquaABAQUS/Aqua 拓展了ABAQUS/Standard 在海洋工程中的应用。
它包括海洋平台导管架和立管的分析、J 形管的拖曳模拟、底部弯曲计算和漂浮结构的研究。
结构可以承受由稳定流和波效应引起的拖曳力、浮力和流体惯性载荷。
还可以为自由水面以上的结构施加风载。
ABAQUS/Aqua 与ABAQUS/Standard 其他的功能兼容，同时可以考虑静力、动力或频率分析中的线性和非线性效应。
周围介质1. 流体分布用户提供流体密度和引力常数，同时需要提供稳态流速度与相对海床的位置和高度的函数。
2. 波的分布可以通过分析过程中计算的流体粒子速度、加速度和动力学压力，可以定义重力波。
同时包含Airy （线性）波理论和Stokes 5 阶理论。
Airy 理论允许任意数量的波列沿不同的方向传播。
单个波列用于Stokes 非线性理论，适合于模拟深水或大浪的情况。
另外，可以直接在固定的网格上指定波速、加速度和动力学压力，然后通过线性或二次插值得到感兴趣点的相应的值。
用户还可以通过用户子程序，将其他类型的波载施加到结构当中。
3. 风的分布因为ABAQUS/Aqua 纪录自由表面的高度，而且还允许结构的部分浸没，所以风载只对结构暴露在空气中的区域有效。
用户可以指定风速的分布，用于计算梁、管道和一维刚体单元的载荷分布。
风的分布在水的自由表面以上的部分以指数函数的形式沿高度变化。
在水平面上，风不发生变化。
载荷除了ABAQUS/Standard 提供的载荷形式（重力载荷、静水压力等等），ABAQUS/Aqua 为部分或全部浸没的结构提供特定的载荷库。
用户可以指定那些单元承受那些类型的载荷，比如浮力或拖曳力。
基于单元的几何形状、流体属性、稳态流、波的形式和风速的分布，程序将自动确定载荷的大小和方向。
1. 拖曳载荷利用Morison 方程计算拖曳载荷。
流体和风都可能在结构上产生拖曳载荷。
巴柏赛斯_船舶设计PLM解决方案
巴柏赛斯船舶科技（上海）有限公司船舶设计PLM解决方案书文档基本信息文档发布信息* 行动种类：批准，审核，告知，存档，执行，参加会议，其他（请具体说明）文档修改记录目录一、定义与缩写 (4)二、企业概况 (5)1）总体介绍 (5)2）企业产品 (5)3）组织结构 (6)4）信息化现状 (6)5）典型产品 (7)三、业务流程概述 (8)1）研发总体流程 (8)2）研发详细流程 (9)3）典型场景 (10)4）设计图纸版本规则 (11)四、组织结构及人员角色 (13)1）企业外部协同设计组织 (13)2）企业内项目小组 (13)3）系统主要角色 (14)五、船舶设计管理解决方案 (15)1）现状问题分析 (15)2）项目目标分析 (16)3）整体解决方案 (16)4）PLM业务场景流程 (18)六、遗留问题 (34)七、参考资料 (35)八、方案确认 (36)1）总体介绍巴柏赛斯船舶科技（上海）有限公司是一家专门从事船舶及海洋工程设计，为船东和船厂提供涵盖船舶及海洋工程新造船设计和改装设计的全套服务，包括初始方案设计、可行性分析、送审设计、详细设计和生产设计，及专业的项目管理和现场监造等全套服务以满足客户的需要。
此外，公司还涉足船用设备的开发和推广，比如装载计算机、液位遥测、和阀门遥控等。
公司于2000年在新加坡成立，上海及新加坡分别设有分公司，是目前国内最大的民营船舶类设计公司之一。
公司拥有一支精干的设计队伍，在这几年火爆的船市中，公司发展稳健，盈利可观，为公司下一步发展积蓄了能量。
在2008年5月，公司与江苏太平洋造船集团股份有限公司在海洋工程设计项目上合作，共同开拓海工市场。
公司致力于船舶工业发展壮大，依托船舶及海洋工程设计专业，成为海事领域的有特色的技术公司。
2）企业产品船舶类设计公司，为船东和船厂提供涵盖船舶及海洋工程新造船设计和改装设计的全套服务，包括初始方案设计、可行性分析、送审设计、详细设计和生产设计，及专业的项目管理和现场监造等。
基于Abaqus的舷侧结构抗冲击性能优化
基于Abaqus的舷侧结构抗冲击性能优化舷侧结构是船舶重要的保护装置，能够在海上避免碰撞、撞击等危险情况的发生。
在设计舷侧结构时，要保证其具备良好的抗冲击性能，能够有效地吸收和分散撞击力量，保护船体和货物的安全。
本文将基于Abaqus软件，探讨舷侧结构抗冲击性能优化的方法。
首先，需要对舷侧结构的初始设计进行模拟与分析。
利用Abaqus模拟软件，建立舷侧结构的三维模型，设置材料属性和边界条件，进行仿真分析。
通过对加载过程的模拟，在不同的载荷下，观察结构的受力状态，分析其承受撞击作用的能力。
根据模拟结果，可以确定结构中的弱点和受力集中区域，为后续优化提供基础数据。
其次，需要对结构进行材料与几何优化。
针对结构的受力集中区域和弱点，根据Abaqus软件提供的优化功能，采用先进的优化算法和拓扑优化方法，来实现材料的优化和几何的优化。
其中，材料的优化可以通过增加或调整材料的物性参数，如材料的弹性模量、屈服强度等，来提高其抗压强度、韧性和耐磨性，从而增加结构的抗冲击性能。
几何的优化可以通过增加或调整结构的形状、尺寸等参数，来使其更加合理和稳定，从而减少结构的受力集中和某些部位承受的压力。
最后，需要进行碰撞试验验证。
在进行结构优化后，需要再次进行模拟试验，以观察结构的受力状态和性能表现。
如果模拟结果符合预期，就可以进行真实的碰撞试验验证，通过实测数据来检验模拟结果和结构的抗冲击性能。
如果实测数据与模拟结果相符，就可以确认结构的耐压能力和抗冲击性能已经符合设计要求。
综上，舷侧结构的抗冲击性能优化是一项系统工程，需要结合Abaqus模拟技术和优化算法，从材料和结构两个层面出发，对结构进行全方位的优化和调整。
只有通过经过多次试验验证，才能确保优化后的舷侧结构具备良好的抗冲击性能，能够保护船舶和货物的安全。
相关数据分析是数据科学中最为重要的一环，以下是一些可能需要进行数据分析的数据，以及分析可能的目标和方法。
1.市场销售数据：市场销售数据可以用于了解当前的销售趋势和顾客需求。
ABAQUS在舰船水下爆炸数值分析中的应用
ABAQUS在舰船水下爆炸数值分析中的应用作者：哈尔滨工程大学张阿漫姚熊亮引言舰船在战斗中不可避免的会遭到敌方武器的袭击。
对于沉底水雷、深水炸弹等武器通常在离舰船数米至上百米的位置爆炸即所谓非接触水下爆炸。
这种爆炸通常不会使船体产生严重的破损而导致舰船的沉没，但是可能引起船体剧烈的振动和较大塑性变形，导致船上各类重要设备广泛的冲击破坏及船只总体结构的破损，使舰船失去战斗力[1]。
因此，舰船非接触水下爆炸作用下的响应问题愈来愈引起人们的关注。
鉴于实船爆炸实验需要巨额的经费，许多国家不得不望而却步，而利用爆炸水池进行模型试验，由于物理模型存在着一定的尺度效应及加工工艺等问题，很难利用现有的相似准则理论将模型试验结果转换到真实的舰船上。
并且爆炸水池仅适用于小尺度物体小装药量的模型试验，而且模型试验的结果也存在着一定的误差和随机性。
随着近年来计算技术的长足进步，国际上相继出现很多种大型有限元动力分析软件（例如ABAQUS、ANSYS/LS-DYNA、MSC/DYTRAN等），这使得有限元仿真成为计算舰船冲击响应的切实可行的办法。
ABAQUS被广泛地认为是功能超强的非线性有限元软件，它可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。
ABAQUS对于舰船水下爆炸数值计算方面有一些独到的分析能力，分析内容包括准确地模拟水下爆炸对船体的影响、水下噪声分析、潜艇的整体结构和各部件的设计和鱼雷导弹的发射研究等诸多的线性和非线性的问题，以及核动力及核安全装置的安全性问题。
ABAQUS在处理水下爆炸冲击载荷时，采用经验或理论公式来计算流场中冲击波传播过程中最先到达结构表面的点处的压力或加速度时历曲线，然后ABAQUS自动计算流场中的压力分布，而不是通过流场单元进行计算，所以就没有远场爆炸压力衰减的问题出现。
同样在计算气泡压力时也是如此，ABAQUS绕过了水下爆炸载荷的复杂计算，直接把压力场加载到所关心的水下结构物上。
基于ABAQUS的破损船舶静稳性曲线直接计算法研究
基于ABAQUS的破损船舶静稳性曲线直接计算法研究作者：令波张正艺解德来源：《中国水运》2020年第12期摘要：本文提出了一种基于ABAQUS的破损船舶静稳性曲线的直接计算方法。
以典型趸船为例进行，计算了其第一类破舱的情况，并与解析方法所得结果进行比较，验证了该方法的可行性和准确性。
关键词：ABAQUS;破损船舶;稳性曲线;直接计算法船舶在使用过程中可能会发生事故而导致船体的破损进水。
所谓抗沉性，是指船舶在一舱或者多舱破损进水后仍能保持一定浮性和稳性的能力[1]。
如果船舶不具备足够的抗沉性，就会导致灾难性的后果[2]。
因此，国际社会制定了各类法规和技术规范对船舶的抗沉性提出了具体要求。
其中的典型代表为国际海事组织制定的《国际海上人命安全公约（International Convention for the Safety of Life at Sea，SOLAS）》 [3-4]。
对破损船舶稳性曲线的计算，则是对船舶进行抗沉性分析的基础。
不同于传统的以阿基米德原理为基础的基于等效体积的计算方法，本文提出了一种从浮力产生的本质出发基于静水压力的表面积分来计算。
以ABAQUS为分析工具，计算了趸船的第一类破舱时船舶稳性曲线。
并与解析方法所得结果进行了比较，验证了该方法的可行性和准确性，为进一发展和应用这种方法奠定基础。
1直接计算方法图1给出了破损船舶稳性曲线直接计算方法示意图。
首先，通过采用刚体单元对目标船体进行建模。
然后，在刚体模型的参考点/等效重心上施加船体的等效重力。
最后，放开z方向上的自由度，旋转刚体模型，可以获得不同倾斜角时的参考点上的支反力矩，该力矩大小与不同倾斜角时的回复力矩大小相等。
通过直接计算法计算破损船体的稳性曲线时，有两种思路，即增加重量法和损失浮力法。
重量增加法认为：破损后的船体进水是在船体上增加等效液体货物（密度与破舱水相同），参见图1（a）。
此时，倾角对应的破损船体上的等效重力，等效重心位置以及回复力矩按下式求解：2计算算例与计算结果本文以一个趸船上单个舱室破舱后，破损船舶的横倾静稳性曲线计算为例，来验证本文所提出的直接计算法的准确性。
ABAQUS复合材料建模技术与应用
ABAQUS复合材料建模技术与应用引言ABAQUS是一种常用的有限元分析软件，被广泛应用于工程领域。
复合材料是一种由两种或两种以上不同的材料组合而成的材料。
在实际工程中，复合材料的使用越来越普遍，因为它具有优秀的力学性能和轻质化的特点。
本文将介绍ABAQUS 在复合材料建模方面的技术与应用。
复合材料的基本组成复合材料主要由纤维增强体和基体组成。
纤维增强体可以是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，而基体则是固化的树脂或金属。
纤维增强体负责承担拉伸等载荷，而基体则负责传递载荷和固定纤维。
ABAQUS复合材料建模技术ABAQUS提供了多种复合材料建模技术，下面将分别介绍其中的几种常用技术。
复合材料层合板建模复合材料常用的一种结构形式是层合板或层合壳。
ABAQUS 可以通过定义层的属性来建模复合材料层合板。
层的属性包括纤维方向、面层材料性质、层厚等。
通过定义不同的层属性，可以建立纤维方向不同、材料性质不同的复合材料层合板模型。
复合材料体积单元建模ABAQUS还提供了建模复合材料体积单元的技术。
在复合材料体积单元中，纤维的分布和取向对模型的性能起着重要影响。
ABAQUS可以通过使用任意形状的单元网格来建模复合材料体积单元。
在单元网格中，可以更精确地定义纤维的取向和分布。
复合材料断裂模型复合材料在实际使用中容易发生断裂。
ABAQUS提供了多种复合材料断裂模型，可以用来预测和分析复合材料的断裂行为。
其中常用的模型包括线性弹性断裂模型、能量释放率断裂模型等。
通过使用这些断裂模型，可以更好地评估复合材料的失效准则和断裂行为。
复合材料在工程中的应用复合材料在航空航天、汽车、船舶等领域的应用越来越广泛。
下面将介绍几个典型的复合材料工程应用案例。
航空航天领域在航空航天领域，复合材料可以用于制造飞机机身、机翼等部件。
使用复合材料可以降低结构重量、提高飞机性能。
通过使用ABAQUS建模技术，可以对复合材料结构进行优化设计，提高其强度和刚度。
船舶甲板结构稳定性试验及改进设计
０ 引 言
处 于中垂工 况下 的船舶 ，甲板 和与 甲板相 邻舷侧 结 构 的 屈 曲失 效 是 船 体 梁整 体 失 效 的一 种 重 要模 式 ｌｌ＿ １。 然 而 ，由于 甲板 结构 的极 限破坏 是一个 渐进 的过程 ， 同 时涉 及 到 几 何 非 线 性 和 材 料 非 线 性 问题 ，又 存 在 板 和 筋 的 多 种 组 合 失 效 模 式 ，其 屈 曲 失 效 过 程 十 分 复 杂 。试验 研究方 法以其直观性 的特点在船舶结 构极 限 强 度 研 究 领 域 具 有 举 足 轻 重 的地 位 ，对 深 入 认 识 结 构 的 整 个 失 效 过 程 有着 重要 的 意 义 。
ＤＥＮＧ Ｘｉａｎ—ｈｕｉ ，ＹＡＮ Ｘｉａｏ—ｓｈｕｎ ，ＬＵＯ Ｗ ｅｉ ，Ｍ ＥＩ Ｇｕｏ·ｈｕｉ ，Ｗ Ｕ Ｗ ｅｉ—ｇｕｏ
（１．Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ Ｏｆ ｉｃｅ ｏｆｔｈｅ Ｎａｖｙ ｉｎ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，
第 ４０卷 第 ８期 ２０１８年 ８月
舰 船 科 学 技 术
ＳＨＩＰ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ
Ｖｏ１．４０．ＮＯ．８ Ａ ｕｇ．，２０１８
船舶 甲板结构稳定性试验及改进设计
ห้องสมุดไป่ตู้
邓 贤辉 ， 闰小顺。，骆 伟 ，梅 国辉 ，吴卫 国
ｆ１．海军驻 上海 江 南造 船 集 团有 限责任公 司军事代 表 室 ，上 海 ２０１９１３； ２．中 国舰船 研 究设计 中心 ，湖北 武汉 ４３００６４；
ABAQUS海洋工程应用
一、ABAQUS软件介绍
1.1 ABAQUS软件简介 ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元分析软件 之一，可以分析复杂的固体力学、结构力学系统，特别 是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。 ABAQUS不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析， 同时还可以做复杂系统级的分析和研究。由于ABAQUS在 系统分析以及模拟复杂系统方面具有相对于其他分析软 件独一无二特性，因此在各国的同业界以及研究机构中 均被广泛使用，行业可覆盖汽车、船舶、电子、航空、 航天、军工、国防、建筑、机械、材料、能源以及民用 工业等。目前ABAQUS软件已成为国际上最先进的大型通 用非线性有限元力学分析软件。
四、ABAQUS软件的inp文件介绍
类似于ANSYS软件中的参数化建模方式，我们可以通 过ABAQUS的输入文件(inp) 建立分析问题的计算模型、 进行求解和提取结果。 4.1 ABAQUS的输入文件 ABAQUS的输入文件由模型数据和历史数据两部分组成。 模型数据定义一个有限元模型，包括单元,节点，单元性 质，定义材料等等有关说明模型自身的数据。历史数据 定义分析的类型，载荷，输出要求等。分析的目的就是 预测模型对某些外部荷载或者某些初始条件的响应。一 个ABAQUS分析是建立在多个分析步骤的基础上的。在 分析中可以定义多个分析步骤。 ABAQUS的输入文件有自己的结构形式和语法规则。
1.2 ABAQUS的主要分析模块简介 ABAQUS 有两个主要的分析模块： ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit。ABAQUS/Standard 还 有 两 个 特 殊 用 途 的附加分析模块： ABAQUS/Aqua 和 ABAQUS/Design。另 外， ABAQUS 还有分别与 ADAMS/Flex，C-MOLD 和 Mold flow的接口模块等。 ABAQUS/Standard是一个通用分析模块，它能够求解领域 广泛的线性和非线性问题，包括静力、动力、热和电问题 的响应等。 ABAQUS/Explicit 是隐式分析模块，适用于像冲击和爆炸 这类短暂，瞬时的动态事件，是求解复杂非线性动力学问 题和准静态问题的理想程序，特别是用于模拟冲击和其它 高度不连续事件。
abaqus多体动力学实例
abaqus多体动力学实例
以下是一些ABAQUS多体动力学的实例：1. 碰撞分析：使用ABAQUS进行车辆碰撞分析，通过模拟车辆间的碰撞来评估车辆的安全性能。
该分析可以帮助设计师了解碰撞对车辆结构和乘员安全的影响。
2. 机器人动力学分析：使用ABAQUS进行机器人动力学分析，通过建立机器人的几何模型和运动学模型，预测机器人在工作过程中的运动特性和力学行为，为机器人设计和控制提供参考。
3. 风力发电机塔架分析：使用ABAQUS对风力发电机塔架进行动力学分析，包括风荷载、地震和振动等外部载荷的作用。
通过该分析可以评估塔架的稳定性和结构强度，为风力发电机的设计和安装提供依据。
4. 舰船耐冲击分析：使用ABAQUS对舰船在碰撞或爆炸等外部冲击载荷下的动力学行为进行分析。
该分析可以帮助船舶设计师设计出更加耐冲击的船体结构，提高船舶在恶劣环境下的安全性能。
5. 建筑物结构振动分析：使用ABAQUS对建筑物结构在风荷载或地震作用下的动力学响应进行分析。
通过该分析可以评估建筑物的结构强度和稳定性，为建筑物的设计和改进提供指导。
ABAQUS在整体箱板式高桩码头三维数值模拟中的应用
ABAQUS在整体箱板式高桩码头三维数值模拟中的应用张舰【摘要】针对整体箱板式高桩码头结构方案,利用ABAQUS软件对其进行三维有限元数值模拟.通过借助ABAQUS独有的蒙皮技术和用户子程序,分别实现了对桩基等构件内力的准确模拟和门机荷载的动态加载,并根据数值模拟结果对结构进行优化.将计算结果与ANSYS结果进行比对,两者基本一致,且细部结构模拟更为准确合理,表明本文借助ABAQUS平台所采用的模拟的方法更为准确可行.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】6页(P77-81,100)【关键词】整体箱板式高桩码头;ABAQUS;三维数值模拟;有限元【作者】张舰【作者单位】大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司, 辽宁大连106023【正文语种】中文【中图分类】U656.1+13高桩结构是码头工程中普遍采用的一种结构形式，能够适应复杂的地质条件和不利的自然环境，广泛应用于我国沿海和内河港口工程中。
经过几十年的实践发展，高桩结构依然存在耐久性及整体性较差，现浇接头和水上施工工作量较大，维修复杂等不足。
针对以上存在的问题，通过对以往工程调查研究、收集整理分析相关资料后，采用如下思路对高桩码头结构进行优化：上部结构采用双向预应力整体箱板式结构，有效地提高了码头的耐久性，解决了困扰港工界多年的高桩码头耐久性的问题；将道路桥梁系统中成熟的短线匹配法施工工艺灵活地应用于高桩码头施工过程中，预制时占地面积小、逐段匹配预制误差不积累。
针对这种整体箱板式高桩码头[1]设计，利用有限元软件进行结构计算，并进一步优化其结构方案。
本文基于ABAQUS考虑了码头堆货均布面荷载、流动机械荷载、船舶荷载等多工况作用与组合的情况，利用DLOAD用户子程序对ABAQUS实现二次开发，进行了整体三维有限元数值模拟。
为验证ABAQUS的计算准确性，还与ANSYS计算结果进行了比对。
1 工程概况某工程拟建设2个7万吨级和1个5万吨级通用泊位，岸线长785 m，试验段长65.52 m。
ABAQUS在船舶领域应用实例
ABAQUS在船舶领域应用实例
佚名
【期刊名称】《国防制造技术》
【年(卷),期】2012(000)004
【总页数】4页(P8-10,7)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于ABAQUS的船舶搁浅数值仿真研究 [J], 杨树涛;姚熊亮;张阿漫;朱永凯
2.谈船舶电气技术专业核心课程学习领域设计——以船舶电站管护与调试课程学习领域课程标准为例 [J], 崔风波
3.Abaqus在建筑结构领域的创新应用 [J], 原中晋;宫贞超;袁锐文;卢雷
4.Abaqus/CAE二次开发功能与应用实例 [J], 黄霖
5.基于ABAQUS的破损船舶静稳性曲线直接计算法研究 [J], 令波;张正艺;解德因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ABAQUS针对航空航天领域的解决方案
ABAQUS 软件的求解器是智能化的求解器，可以解决其它软件不收敛的非线性问题。对于 其它软件也收敛的非线性问题，ABAQUS 软件的计算收敛速度较快，并更加容易操作和使用。
综合起来，ABAQUS 软件具有： z 比其他通用有限元软件更多的单元种类，单元种类达 580 余种，提供了更多的选择
余地，并更能深入反映细微的结构现象和现象间的差别。除常规结构外，可以方便 地模拟管道、接头以及纤维加强结构等实际结构的力学行为。 z 更多的材料模型，包括材料的本构关系和失效准则等，仅橡胶材料模型就达 16 种。 除常规的金属弹塑性材料外，还可以有效地模拟高分子材料、复合材料、土体、岩 石和高温蠕变材料等特殊材料。ABAQUS 还提供灵活强大的用户自定义接口，用户可 以使用 Fortran 语言来开发自己的材料模型。 z 更多的接触和连接类型，可以是硬接触或软接触，也可以是 Hertz 接触（小滑动接 触）或有限滑动接触，还可以双面接触或自接触。接触面还可以考虑复杂的摩擦和 阻尼的情况。上述选择提供了方便地模拟密封，挤压，铰连接等工程实际结构的手 段。 z ABAQUS 的疲劳和断裂分析功能，概括了多种断裂失效准则，对分析断裂力学和裂纹 扩展问题非常有效。
哈工程-ABAQUS软件在舰船冲击环境模拟中的应用研究
Z ln Z
(3. )
Z 1
式中 Z 为无量 纲参数，其 值按下式计 算：
Z cos 0Co
(4. )
这样特征加速度可以表示为：
Ae 2Pm Aw
(5. )
对谱加速度进行分析时，为了将加速度无量纲化，将谱加速度与特征加速度的比值称为无量纲加速度，无量
纲加速度定义式可以写为：
a Az Ae
目前，我国舰船水下爆炸研究还主要集中在模型试验和数值实验方法上。随着近年来国际上出现了许多大型 有限元动力分析软件，使得对舰船的水下爆炸这一高度非线性问题的数值模拟成为可能。本文以国际上通用的有 限元软件 ABAQUS 为主要计算工具，分别对某型舰在遭受不同武器攻击下的冲击环境进行数值模拟。
1.考核点的布置以及工况介绍
2
爆炸以及船尾爆炸的舰船响应得应力变化云图。
图 4 首部爆炸应力云图 图 5 中部爆炸应力云图
图 6 尾部爆炸应力云图 为了反映出冲击响应在舰体结构上的整体分布情况，将各考核点按照所在站的位置取其无量纲谱速度和谱加 速度的 均值，并绘制其 随无量纲长 度的变化曲线。本文选取了爆距在 5 米和 60 米 的情形将三 种情况绘于同一图中 已示比较，如图 7-图 10 所示。
ABAQUS在整体箱板式高桩码头三维数值模拟中的应用
ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ
高桩结构是码头工程中普遍采用的一种结构 形式ꎬ 能够适应复杂的地质条件和不利的自然环 境ꎬ 广泛应用于我国沿海和内河港口工程中ꎮ 经 过几十年的实践发展ꎬ 高桩结构依然存在耐久性 及整体性较差ꎬ 现浇接头和水上施工工作量较大ꎬ 维修复杂等不足ꎮ
摘要: 针对整体箱板式高桩码头结构方案ꎬ 利用 ＡＢＡＱＵＳ 软件对其进行三维有限元数值模拟ꎮ 通过借助 ＡＢＡＱＵＳ 独有
的蒙皮技术和用户子程序ꎬ 分别实现了对桩基等构件内力的准确模拟和门机荷载的动态加载ꎬ 并根据数值模拟结果对结构
进行优化ꎮ 将计算结果与 ＡＮＳＹＳ 结果进行比对ꎬ 两者基本一致ꎬ 且细部结构模拟更为准确合理ꎬ 表明本文借助 ＡＢＡＱＵＳ 平
针对以上存在的问题ꎬ 通过对以往工程调 查研究、 收集整理分析相关资料后ꎬ 采用如下 思路对高桩码头结构进行优化: 上部结构采用 双向预应力整体箱板式结构ꎬ 有效地提高了码 头的耐久性ꎬ 解决了困扰港工界多年的高桩码 头耐久性的问题ꎻ 将道路桥梁系统中成熟的短
收稿日期: ２０１８￣０２￣１４ 作者简介: 张舰 (１９８５—) ꎬ 男ꎬ 硕士ꎬ 工程师ꎬ 从事港口工程设计和项目管理ꎮ
２０１８ 年 １０ 月 第 １０ 期 总第 ５４７ 期
水运工程 Ｐｏｒｔ ＆ Ｗａｔｅｒｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｏｃｔ������ ２０１８ Ｎｏ������ １０ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ������ ５４７
ＡＢＡＱＵＳ 在整体箱板式高桩码头 三维数值模拟中的应用
2024年ABAQUS航空航天行业解决方案
ABAQUS支持大规模的并行计算，能 够大大提高仿真计算的效率，缩短产 品设计周期。
ABAQUS在航空航天行业的应
03
用案例
飞机结构强度分析
01
静强度分析
通过ABAQUS对飞机机身、机翼等关键部位进行静强度分析，预测结构
在静载荷下的应力、应变和位移分布，确保飞机结构的安全性和稳定性
2024年ABAQUS航 空航天行业解决方案
汇报人： 2024-01-28
目录
• 引言 • 航空航天行业现状及挑战 • ABAQUS在航空航天行业的应用
案例
目录
• ABAQUS航空航天行业解决方案 特点
• 实施步骤与技术支持 • 总结与展望
01
引言
目的和背景
目的
为航空航天行业提供高效、精确的有 限元分析解决方案，以应对复杂工程 问题和挑战。ABA源自US航空航天行业解决方04
案特点
高精度建模与仿真技术
精细化的几何建模
支持复杂航空航天部件的精确建模，包括曲面、薄壁 等结构。
先进的网格划分技术
提供多种网格划分方法，确保分析精度和计算效率。
丰富的仿真功能
涵盖静力学、动力学、热力学、流体力学等多领域仿 真。
强大的材料库和自定义材料功能
全面的材料库
认证考试与证书颁发
持续教育与学习
设立认证考试机制，对参加培训的客户进 行考试评估，合格者颁发相应的认证证书 ，彰显其专业技能水平。
鼓励客户持续学习和掌握新知识，提供进阶 培训课程和在线学习资源，助力客户在航空 航天领域取得更大的成功。
06
总结与展望
项目成果总结
成功研发高效、精确的 航空航天结构分析算法 ，显著提高计算效率和 精度。
基于ABAQUS软件的舰船总纵弯曲研究
基于ABAQUS 软件的舰船总纵弯曲研究李克杰，姚熊亮, 张阿漫，刘庆杰（ 哈尔滨工程大学 船舶工程学院 黑龙江 哈尔滨 150001）摘 要：船舶总纵弯曲计算的传统的方法是将船体看作船体梁，再根据梁的弯曲理论求解船体最危险剖面的最大应力，在本文中，基于ABAQUS 软件将各站所受外力转化成节点力施加到船体上，通过比较有限元的计算结果和理论解，表明只要施加合理的边界条件，本文所采用的方法在工程领域中是可用的，对相关研究和工程计算具有一定参考价值。
关 键 词：总纵弯曲；船体梁；节点力；引 言在船体总纵强度计算中，通常将船体理想为一变截面的空心薄壁梁，简称船体梁。
并从整体上进行研究。
船体梁在外力作用下沿其纵向铅锤面所发生的弯曲，称为总纵弯曲。
船体梁抵抗总纵弯曲的能力，称为总纵强度（简称纵强度）。
其目的就是确定引起船体梁总纵弯曲的载荷、剪力和弯矩，进而利用简单梁理论有关计算原理校核其总纵弯曲应力：Z IM =σ M —计算剖面的总纵弯曲应力，中拱时为正； I —计算剖面对水平中和轴的惯性矩；Z —所求应力点至水平中和轴的垂直距离，向上为正。
本文所采取的有限元的计算方法是按照一定的方法将船舶每一站所受的合外力计算出来，再将每站的合外力换算成节点力，输入到ABAQUS 有限元的模型中即可得解。
1.1计算状态的选取由于船型多由船舶性能和使用要求决定，因此，对给定船型的静波浪弯矩，其大小主要取决于波浪要素以及波浪与船舶的相对位置。
波浪要素包括波形、波长与波高。
目前得到最广泛应用的是坦谷波理论。
根据这一理论，二维波的剖面是坦谷曲线形状。
图1所示的波面是从二维波中截取的一段，粗黑线为波浪剖面形状，两相邻波峰或波谷之间的水平距离是波长，记为λ；波高是由波谷底到峰顶的垂直距离，记为ｈ。
坦谷波曲线形状的特点是，波峰陡峭，波谷平坦，波浪轴线上下的剖面积不相等，故称为坦谷波。
图1坦谷波波面船舶在航行中所遇到的波浪是随机的、不断变化的。
基于ABAQUS软件的水面舰船湿模态计算---哈尔滨工程大学
2．舰船与流场的耦合计算
本方法将舰船周围的流场进行精确的有限元模拟，因此，通过定义两者的耦合使舰船周 围流场对舰船产生影响，本方法适用于舰船的后续计算。 在研究气泡脉动载荷对船体作用的时候，由于气泡脉动载荷的频率比冲击波载荷低得 多，其频率与舰船的一阶垂向固有频率相当，通常认为脉动载荷会激起舰船共振。因此，准 确估算舰船的一阶固有频率很重要，但是，又要考虑舰船与周围流场的耦合作用，所以在估 算舰船的固有频率时， 必须真实的包括舰船周围的流场， 这与船体在舰船湿表面加附连水代 替周围流场的传统方法不一样。 本研究在考虑舰船外部有真实流场且考虑耦合的情况下， 求 得 XXXX 舰垂向前两阶的固有频率分别为 f1 Hz 和 f2 Hz ，这样就基本上保证了气泡脉动载 荷激起舰船的正确振型，使数值模拟更加接近真实，计算结果的误差如表 6 所示，具体振形 如下图 5-7 所示。 表 6 XXXX 舰垂向前三阶固有频率 项目 有限元计算频率（Hz） 实船设计（Hz） 相对误差（%） 垂向一阶振动 f1 ff1 6.1% 垂向二阶振动 f2 ff2 5.7% 垂向三阶振动 f3 ff3 13.8%
0.4 1.10 0.97 0.88 0.81 0.74 0.76 0.78 0.88 1.03 1.27 1.76
0.6 0.91 0.86 0.80 0.76 0.75 0.76 0.80 0.89 1.03 1.24 0.64
0.8 0.86 0.80 0.76 0.75 0.75 0.77 0.81 0.90 1.03 1.20 1.57
——浸没剖面面积系数；
b ——剖面水线半宽（ m ） ；
d
——剖面吃水（ m ） 。 表 3 水平振动的附连水质量系数 C h
b d
ABAQUS在船舶海洋工程中的应用
ABAQUS是一套功能强大的基于有限元方法的工程模拟软件，其在船舶海工方面有着广泛的应用。
以下是ABAQUS在船舶海工方向的几点应用。
1. 船体及船载设备结构强度分析船舶的总体强度分析在船舶的设计中是首先需要考虑的问题。
对于船舶在海上航行时遭受到的风浪载荷的抵抗能力，也是船舶在设计时需要考虑的重要因素之一。
船的结构庞大，往往是计算模拟的难点所在。
非线性有限元分析软件ABAQUS进行船体及船载设备的强度分析。
其中ABAQUS/Standard是一个通用的分析模块，它能够求解广泛的线性和非线性问题，包括结构的静态、动态、热和电响应等。
对于通常同时发生作用的几何、材料和接触非线性问题，能够采用自动控制技术处理。
此外，软件针对海洋平台分析还专门开发了模块Aqua，它包括海洋平台和立管分析，J管道拉伸模拟，基座弯曲计算和漂浮结构研究等。
稳态水流和波浪效果模拟可以实现对结构施加拉、漂浮和流体惯性加载，对于在流体表面以上的结构还可以实现风力加载。
下图是对某型舰艇进行强度分析的结果，实际计算中分别考虑了在6 级和9 级海况下船舶的抗风浪能力。
2. 舰船及其零部件模态分析船舶的频率分析对于船舶设计来讲十分重要，在设计中一定要使得船舶的设计频率能避开船舶行驶环境中常遇到的风浪载荷的频率。
在进行船舶频率分析中存在两个难点：1）船舶的结构大，单元很多，导致求解时间很长；2）由于水的作用，导致频率的大小有偏移，从而湿模态分析就显得非常重要。
对于这两个难点，有限元在线都提供了相应的解决方案。
利用AMS（Automated Multilevel Substructure）求解器，可以解决大模型的模态提取问题。
大型结构由于零件众多，各个部件之间的接触、摩擦、过盈装配等工况都对频率有影响。
利用ABAQUS杰出的接触求解能力以及其它非线性求解能力，使得真实模拟大型结构的频率成为可能。
对于船舶湿模态提取问题，传统的方法是把附着水的质量作为附加质量点加在船体模型上进行计算，这样一来工作量较大，需要把各站的重量手工加上去，同时不能考虑水和船体的相互作用。
基于ABAQUS的水面舰船辐射噪声研究
声压级
图 7 流场半径 4 米处的声压级 Fig.7 The sound pressure level of the radius 4
图 8 基座上弹簧所对的点的加速度 Fig.8 The point acceleration on the pedestal
参考点选择的是半径处的一个半圆周的参考点处的声压级，每隔 45°取一点。可以看 出典型舱段向流场中辐射噪声，不管是半径为 2m 还是 3m 和 4m 处的声压级都是大体趋势 是先降低后增长，中间出现一些升高和降低的波动。随着半径变化，声压级随着频率的走向 趋势没有太明显的变化。 加速度随着频率呈现先减少后增加的趋势， 降到 0 左右维持到 300Hz 之后就会突然大幅度增加， 远远超过了原来的 0Hz 时的加速度幅值， 一直线性增加到 400Hz。
半宽处加速度 6.00000E-01 5.00000E-01 4.00000E-01
加速度
3.00000E-01 2.00000E-01 1.00000E-01 0.00000E+00 -1.00000E-01 0 100 200 300 400 500
点1 点2 点3 点4 点5 点6
频率
图 9 半宽处of the half-width
2.000000E+00 0.000000E+00 0 -2.000000E+00 -4.000000E+00 频率 50 100 150 200 250 300 350 400 450
0° 180° 45° 90° 135°
1.500000E+00
声压
1.000000E+00 5.000000E-01 0.000000E+00 -5.000000E-01 -1.000000E+00 -1.500000E+00 频率 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450