使用参考解模拟管道与土壤的相互作用

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：参考解是采用在管道和土壤之间设置JOINTC单元来模拟二者的相互作用来求得的。非线性弹簧的行为是弹性的，反向加载不产生永久变形。这个行为特性与PSI单元不同。然而，在本算例中，由于只涉及单调加载，上述特性对结果实际没有影响。JOINTC单元和PSI单元的另一个区别在于，JOINTC单元相关的弹簧行为是通过总的力来定义的，而PSI单元的本构行为是定义在力/单位长度上的。

参考解是采用在管道和土壤之间设置JOINTC单元来模拟二者的相互作用来求得的。这些单元提供内部刚度，这些刚度是由线性和非线性的弹簧来模拟。非线性弹簧的行为是弹性的，反向加载不产生永久变形。这个行为特性与PSI单元不同。然而，在本算例中，由于只涉及单调加载，上述特性对结果实际没有影响。

JOINTC单元和PSI单元的另一个区别在于，JOINTC单元相关的弹簧行为是通过总的力来定义的，而PSI单元的本构行为是定义在力/单位长度上的。这一区别要求我们为每一个JOINTC单元定义一个刚度，否则就应选用均匀网格，使每个JOINTC的间隔都是单位长度。本算例采用了单位长度网格。

数据输入inp文件解读：

∗HEADING

RELATIVE FAULT MOTION ACROSS BURIED PIPELINE

PSI24 elements Units：N，m

∗PRE PRINT，ECHO=NO，MODEL=YES，CONTACT=YES，

HISTORY=YES

∗NODE

1，-91.4，6.1

2，91.4，6.1

101，-305.0，0.0

151，305.0，0.0

501，-305.0，6.1

551，305.0，6.1

∗NODE，NSET=NL

111，-91.4，0.0

511，-91.4，6.1

∗NODE，NSET=NC

126，0.0，0.0

526，0.0，6.1

∗NODE，NSET=NR

141，91.4，0.0

541，91.4，6.1

∗NGEN，NSET=ALL

101，111

141，151

501，511

541，551

∗NFILL，NSET=ALL，BIAS=1.111111

NL，NC，15

∗NFILL，NSET=ALL，BIAS=0.900000

NC，NR，15

∗NSET，NSET=PIPE，GEN

101，151

∗NSET，NSET=SURF，GEN

501，510

526，526

542，551

∗NSET，NSET=ENDS

101，151

∗ELEMENT，TYPE=PIPE21(https://www.chuimin.cn)

101，101，102

∗ELGEN，ELSET=PIPELINE

101，50

∗ELSET，ELSET=PIPEPLOT，GEN

111，140

∗ELEMENT，TYPE=PSI24

501，101，102，502，501

∗STATIC

∗BOUNDARY

SURF，1，2

ENDS，1，2

ENDS，6

1，1，2

2，1，2

1，6，，0.0083368

2，6，，0.0083368

∗NODE PRINT，FREQ=10

U，

RF，

∗ELPRINT，FREQ=10，ELSET=SOIL

S，PE

COORD，

∗ELPRINT，FREQ=10，ELSET=PIPEPLOT

S，PE

COORD，

∗EL FILE，ELSET=PIPEPLOT

∗EL FILE，ELSET=SOIL

S，PE，E

NFORC，

∗OUTPUT，FIELD，FREQ=100

∗ELEMENT OUTPUT，ELSET=PIPELINE

S，E，EE，EP

∗NODE OUTPUT，NSET=ALL

U，

∗OUTPUT，HISTORY，FREQ=1

∗NODE OUTPUT，NSET=ENDS

U，RF

∗END STEP

使用参考解模拟管道与土壤的相互作用

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