(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111392133.4 (22)申请日 2021.11.19 (71)申请人 湖南高速 铁路职业 技术学院 地址 421000 湖南省衡阳市珠晖区三环东 路南9号 (72)发明人 刘建军　周景深　罗人蜜　许永艳　 陈天宇　夏彪　蒋为　肖哲韬　 (74)专利代理 机构 北京权智天下知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11638 代理人 罗宇智 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于abaqus有限元软件的切石机基础 有限元建模及动力仿真 分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于abaqus有限元软件 的切石机基础有限元建模及动力仿真分析方法， abaqus有限元软件包 括前处理、 求解和后处理三 大步骤。 前处理主要是有限元建模及网格划分； 求解是对已建好的有限元模型进行计算； 后处理 则是对计算结果进行分析、 处理。 本发明分析方 法简单， 以切石机基础建立有限元模型， 为有限 元模拟达到预期的研究效果， 能够得到精确地仿 真数据。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 114239336 A 2022.03.25 CN 114239336 A 1.一种基于abaqus有限元软件的切石机基础有限元建模及动力仿真分析方法， 其特征 在于： 所述abaqus有限元软件包括前 处理、 求解和 后处理三大步骤； 前 处理主要 是有限元建 模及网格划分； 求解是对已建好的有限元模型进 行计算； 后处理则是对计算结果进 行分析、 处理。 2.根据权利要求1所述的一种基于abaqus有限元软件的切石机基础有限元建模及动力 仿真分析方法， 其特 征在于： 具体包括如下步骤： A、 在Part中创建部件； B、 在Proper ty中定义材 料和截面特性； C、 在Assembly中定义装配件； D、 在Step中设置分析步和变量输出； E、 在Interacti on中规定接触关系； F、 在Load中施加载荷和边界条件； G、 在Mesh中划分网格； H、 在Job中提交作业， 运行分析； I、 对切石机基础进行应力平衡分析； J、 在Visual ization中对计算结果进行后处 理。 3.根据权利要求1所述的一种基于abaqus有限元软件的切石机基础有限元建模及动力 仿真分析方法， 其特 征在于： 所述 步骤I具体方法为： 第一步： 在ABAQUS/CAE中建立完整的模型， 定义部件、 界面属性、 装配件、 网格、 边界条 件等， 先不要在 模型中定义桩土接触， 而对土体底部直接施加刚性约束边界条件， 土体的两 侧约束其水平 平动自由度(U1＝U3＝0)； 第二步： 在Step功能模块中创建分析步Step1， 将类型设为Geostatic， 增量步类型为 Automatic， 初始增量 为1； 第三步： 在Load功能模块中， 为整个土体定义重力荷载， 在施加重力的方向输入数值 9.8， 如果重力的方向和坐标轴的正向是相反的， 则应输入负值； 第四步： 在Step功能模块中创建分析步Step2， 将类型设为Static/General， 增量步类 型为Automatic， 初始增量 为0.01,最大增量 步数为10 00； 第五步： 在Interaction模块中建立桩土接触， 设置在分析步Step2中， 运用Model   change功能， 在Step1/Geo static分析步中杀死桩体， 而在Step2 /Static/General 分析步中 激活桩体； 第六步： 再在Load功能模块中， 施加桩的重力荷载及其上部荷载， 设置在分析步Step2 中； 第七步： 提交JOB计算结果， 即可 得到平衡后的土体 应力与应 变。 4.根据权利要求1所述的一种基于abaqus有限元软件的切石机基础有限元建模及动力 仿真分析方法， 其特征在于： 所述有限元模型包括基础 模型、 桩基模型和地基模型， 其中， 基 础模型中切石机基础为钢筋混凝土大块式基础， 该钢筋混凝土大块式基础混凝土强度等级 C25， 弹性模量Ec＝2.8×1010Pa， 泊松比μ＝0.2； 基础立柱部分长、 宽、 高尺寸为2m ×2m× 3.5m， 基础下部承台长、 宽、 高尺寸 为3.5m×3.5m×1.2m， 单元类型为8节点实体单 元C3D8R。 5.根据权利要求4所述的一种基于abaqus有限元软件的切石机基础有限元建模及动力权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114239336 A 2仿真分析方法， 其特征在于： 所述桩基模型中采用PHC管桩， 桩身混凝土强度等级C80， 弹性 模量Ec＝3.8×1010Pa， 泊松比μ＝0.2， 截面为圆形， 桩长6m， 桩外径0.8m， 壁厚0.13m， 内直径 0.54， 单元类型为8节点实体单 元C3D8R， 基础与桩基的网格数量 一共为1404个。 6.根据权利要求4所述的一种基于abaqus有限元软件的切石机基础有限元建模及动力 仿真分析方法， 其特征在于： 所述地基模型中地基水平影响范围取20 ‑30倍桩半径与3 ‑5倍 基础长度两者的最大值， 长、 宽均取15m； 桩端土层厚度取1 ‑1.5倍桩长， 取7.5m， 即竖向土层 厚度为13m； 地基土层采用单 元类型为8节点的实体单 元， C3D8R， 网格数量3 5034个。 7.根据权利要求1所述的一种基于abaqus有限元软件的切石机基础有限元建模及动力 仿真分析方法， 其特征在于： 网格划分采用Hex 六面体单元扫略法划分 网格； Hex六面体单元 扫略法有两种划分网格技 术： 中性轴算法和进阶算法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114239336 A 3