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1、ADINA在土建、桥梁工程中的应用实例,ADINA中国代表处技术部 2006年11月28日,ADINA在土建、桥梁工程中的应用实例,ADINA在建筑工程中的应用实例 ADINA在道桥工程中的应用实例 ADINA在采矿工程中的应用实例 ADINA在地球物理中的应用实例 ADINA前后处理,ADINA在建筑工程中的应用实例,包括在钢筋混凝土结构、剪力墙结构、钢结构、大跨度空间结构、模结构、减震措施以及建筑环境问题中的应用。,钢筋混凝土结构,ADINA提供了一种真正意义上简单而有效的面向工程的混凝土材料模型，虚线是实际的破坏包络线，实线是ADINA提供的破坏包络线，其基本材料属性是： 当一个相应的较
2、小主拉应力达到最大允许值时，材料拉坏； 在较高压力作用下压溃； 材料压溃后应变软化，直到极限应变，材料完全破坏。,计算完，在后处理中可以显示单元裂纹数目，红色表示张开状态的裂缝、蓝色表示闭合状态的裂缝、星号表示压溃区。,钢筋混凝土结构,剪力墙、弯矩曲率梁非线性抗震,采用非线性弯矩曲率梁模拟的佛山市52层建筑抗震,输入的基础加速度曲线,钢结构、大跨度空间结构,100m跨度球形网壳结构，由于跨度大，结构的稳定性是分析的关键。 为此需要对整个结构进行动静力有限元分析以了解网壳的静动力性能、稳定性，以及在不同种荷载组合下位移、应力分布规律，网壳的缺陷敏感性等等,正常使用荷载组合作用下的变形图,网壳的第
3、一阶、第二阶振型图,天津奥运足球馆,膜结构设计,组成奥运体育场馆水立方墙壁的气包模型充气过程模拟,静力平衡计算结果,膜结构（位移和变形）,内部流体（气压和变形）,外部流体（气压和变形）,变形放大约20倍（参考压力为零，外部气压为参考压力，内部为指定压力1000。这是我们要得到的平衡状态。）,膜结构设计,膜结构设计,充气后气包的振动模态,多层房屋在大风作用下出现振动会引起人们感觉不适，影响精密工作的运作。 TLD可调液体减震器是一种利用动水压力作用的被动减震器，在结构中经常利用屋面的水箱作为TLD控制结构的振动，通过调整水箱中水的深度可以达到与结构共振和减震的效果。,多层房屋TLD模型,t=2s
4、水体液面高度,结构位移曲线,流体、流固耦合计算-TLD控制结构减震设计,水箱中水的自由液面波动,建筑CFD模拟环境问题,通风系统模拟 传质技术,体育馆空调气流流动模拟,建筑CFD模拟环境问题,ADINA在桥梁工程中的应用,包括在构件设计、桥墩结构分析、移动荷载问题、模结构、减震措施以及建筑环境问题中的应用。,构件设计,桥梁构件屈曲分析（弯矩曲率梁单元应用）,构件设计 非线性屈曲分析,构件设计 多体接触、运动模拟,桥梁支座接触状态分析,构件设计 大变形模拟,构件设计 大变形模拟,第一主应力用于疲劳评价,构件设计 大变形模拟,桥墩结构分析,有限元模型,桥墩综合受力分析,混凝土桥墩第一主应力分布,整
5、体模型及其位移分布,桥墩综合受力分析,桥墩综合受力分析,移动荷载问题,由于ADINA具有加载移动荷载的功能，通过对荷载的组合，可以很方便的找出桥梁的最不利荷载位置。,移动荷载,车桥耦合分析,铁路车桥耦合模拟,轮轨接触关系（接触、相对运动、冲击、分离） 车桥模型建立 轨道不平顺性 ,高速铁路车桥耦合模拟,铁路车桥耦合模拟,全桥仿真计算,San Francisco,Oakland,West Span,East Span,Caltrans, Division of Structures,Analysis of San Francisco Oakland Bay Bridge using ADINA,
6、全桥分析,The Continuous Truss,Analysis of San Francisco Oakland Bay Bridge using ADINA,West Span,East Span,Caltrans, Division of Structures,全桥分析,Analysis of San Francisco Oakland Bay Bridge using ADINA,East Span,Caltrans, Division of Structures,全桥分析,国内某桥梁结构分析,包括风振分析（流固耦合）、考虑桩土耦合的自振分析和时程地震分析。,桥梁结构,主桥桥梁结构
7、主要由基础、主翼、次翼、主梁、主撑杆、次撑杆和吊杆组成。,风振测试计算,拟静力法、流固耦合法,桥梁结构模型,设计风速31m/s，根据规范拟静力简化公式，计算得到静压力值为1.64KPa。Y方向最大位移129.5mm。,目前在进行风振计算时一般采用的方法都是拟静力法，就是通过一系列的简化公式把不断变化的风速换算成一个静荷载施加在结构上。,切片风速,可以看出，虽然我们给一个固定的边界上的风速，但是当风遇到桥梁结构受到阻挡时，风速会有变化，这不是直接把风荷载转化成静压力能够考虑的，因此对一些大型结构用流固耦合的方法对结构进行复核计算是很有必要的。,设计风速31m/s,局部风速,风速与结构变形,Y方向
8、最大位移48.8mm，比按拟静力法计算得到的结构最大位移（129.5mm）小2.65倍。可见拟静力法并不能完全模拟复杂的风压情况。,考虑桩土耦合的测试计算,桥梁及基础结构有限元模型,建模时在桥梁的下部建出了28根桩的实体模型，并且建出了桩周围的土的实体模型，桩模型和土模型都划分成3维实体单元，在桩和土之间设了摩擦接触。然后对这个考虑桩土耦合作用的模型进行了自振和时程抗震分析。,考虑桩土耦合模型的自振计算,自振频率对比（考虑桩土耦合的模型与不考虑桩土耦合模型的对比）,从表中可以看出，两个模型在前六阶频率的值都比较接近，从第七阶频率开始发生了土体的振动，因此频率差值开始逐渐增大。,第一、二阶模态,
9、第十七、十八阶模态,考虑桩土耦合模型的时程抗震计算 （采用唐山地震曲线）,输入的地震曲线(唐山地震曲线),横桥向施加了100%，垂直桥向施加了50%。,地震响应,地震响应,这样的模型建模的工作量较大，并且具备相当的计算复杂性，在ADINA也可以较为方便地完成。桩土相互作用分析包括接触模态的求解和桩土相互作用的抗震计算，在后者中涉及到桩土相互作用模型的地震力施加。,在采矿工程中的应用,施工模拟,甘肃金川镍矿金属矿山50年开挖回填过程模拟，兰州大学用ADINA计算。目前矿山开挖到20年，出现了一些裂缝和局部坍塌，因此需要通过计算找到危险位置，确定可靠的加固方案。这个模型计算的难点在于收敛困难。,施
10、工模拟,金属矿山50年开挖回填过程，单元生死,施工模拟,应力水平,在地球物理中的应用,分析案例大陆深俯冲模拟结构计算,分析案例大陆深俯冲模拟结构计算,ADINA中建立的计算模型,分析案例大陆深俯冲模拟结构计算,大陆岩石圈在6.4个百万年时刻的变形,分析案例大陆深俯冲模拟结构计算,大陆岩石圈俯冲演化过程,分析案例海洋岩石圈的断裂下沉流固耦合计算,在ADINA中建立的流体/结构耦合计算模型，其中上下地幔为流体,由于海洋岩石圈密度大，断裂后在上地幔中下沉，停留在下地幔上（红颜色表示下地幔）,分析案例海洋岩石圈的断裂下沉流固耦合计算,6个百万年的速度场分布。时间单位为1e10，因此，最大速度约为0.0
11、8m/year,分析案例海洋岩石圈的断裂下沉流固耦合计算,分析案例海洋岩石圈的断裂下沉流固耦合计算,整个演化过程,ADINA前后处理,方便的前后处理技术,Windows界面风格,ADINA几何建模,基于Parasolid核心技术的实体建模技术 可与UG、Solidwork、solidedge直接交换数据 快速方便的布尔运算 几何模型的修改 倒斜角 倒圆角 变半径圆角 抽空,自动网格划分技术,自动六面体划分技术,美国通用汽车公司的发动机分析组提供。 要求划分4层单元，表面单元必须为六面体。 厚度范围34.8毫米，不均匀分布。,Courtesy of GM，USA,自动网格划分技术,Meshes
12、for thermal stress analysis in GM,外层六面体,内层六面体,放大,满足要求的网格划分（4层单元，六面体和五面体单元组成）,Courtesy of GM，USA,自动网格划分技术,自动网格划分技术,Courtesy of GM，USA,Mesh checking, CAD软件直接接口 Pro/Engineer Unigraphics SolidEdge SolidWorks Bentley AutoCAD,通用几何数据接口 IGES Parasolid 与有限元软件接口 Nastran Patran I-DEAS,数据接口,各种结果量的彩色图和等值线图 向量图形显示 多种隐藏线、切面、切片图 多种动画方式 对计算结果的列表显示 载荷、边界条件等的图形显示,对结果的修改和载荷工况运算 曲线图方式显示时程分析结果 表格方式显示时程分析结果 将时程结果变换为谱数据 CFD专用后处理如粒子迹线图,结果后处理,Thank you!,Time for Questions,Reliable Robust Effective,
