4. 计算流程
OceanKit针对海洋平台结构进行力学分析的基本流程包括:
- 建立结构分析项目(目前仅支持深海软管的动力学分析)
- 结构参数化建模
- 模型网格生成
- 设置材料属性
- 定义约束和边界载荷
- 设置求解参数
- 执行计算任务
- 对计算结果进行显示和分析
- 生成分析报告
下面分别对以上流程1-7进行详细说明,流程8-9则在第5节中进行说明 ,这里主要描述相关概念和参数,具体的软件界面操作请参考6. 界面操作一节。
4.1 软管动力学分析项目
在开始每一种结构计算前,需要建立一个相应的项目,这个项目包含了分析所定义的数据。 对于深海管道模拟项目,它主要包括以下数据分类:
- 模型尺寸
- 网格剖分
- 材料属性
- 载荷定义
- 求解控制
- 计算任务
这些分类的具体数据将在下面的流程介绍中进行说明。项目可以以文件的形式进行保存,便于之后打开或修改。
4.1.1 结构参数化建模
建立一个管道模型,需要设置其几何参数并选择对称类型。其中几何参数包括管道的全长、管道的直径、管道壁厚、止屈器长度、止屈器壁厚以及止屈器的位置。对应的参数含义如下图所示。(插入图片)
4.1.2 模型网格生成
blabla
说在OceanKit中有四种生成网格的方式:“映射-给定点数”、“映射-给定尺寸”、“自适应”、“从文件导入”,用户可以自行选择划分网格的方式,并设置轴向、环向、径向以及止屈器径向网格数目。
- 映射-给定点数:通过设置模型的结点数量进行网格划分
- 映射-给定点数:通过设置模型的网格尺寸进行网格划分
- 自适应:智能划分,软件将根据模型的尺寸选择一个比较合适的网格尺寸,进行网格划分
- 从文件导入:OceanKit支持其他有限元软件的网格划分,这种方式需要先生成几何模型对应的
单元类型网格文件,可按参数控制什么包括结点坐标和网格拓扑关系,且为txt文件。
4.1.3 材料属性设置
blabla
在本软件中材料的本构模型说明采用三折线模型,需要设置的材料属性包括弹性模量、剪切模量、切线模量、屈服强度、拉伸极限和密度,其中弹性模量、剪切模量和切线模量的单位默认为 Gpa,屈服强度和拉伸极限的单位默认为 Mpa,密度的单位默认为kg/m3。
参数含义说明,
- 弹性模量:
- 剪切模量:
- 切线模量:
- 屈服强度:
- 拉伸极限:
- 密度:
4.1.4 约束和边界载荷
blabla
在进行管道分析中有哪些时,需要进行约束和边界条件,分别表示什么意思载荷设置:
- 约束设置:在端面需要进行6个方向自由度的约束设置,6个自由度包括X、Y、Z三个方向的平动和转动。
- 载荷设置:软件支持位移加载和力的加载,一般来说
明这里的力和位移加载在端面的结点上,通过调整加载时程数据,可以控制加载顺序以及加载速率。 - 压力设置:除了端部的约束和载荷,管道的内外表面还会承受一定的压力,需要在内外表面单元上加载压力,一般来说,内表面的压力可以看成 0 Mpa。同样,加载压力时可以通过调整加载时程数据,控制加载顺序以及加载速率。
在进行载荷和压力设置时,常见的加载方式为斜坡加载,即前一半时间线性加载到最大值,后一半时间稳定。
4.1.5 设置求解参数
blabla 结果后端程序说明求解参数的含义 同时说明后端程序输入文件的名称和作用 或者其它需要说明的。
4.1.6 执行计算任务
blalba 各个求解参数的含义。 或者其它需要说明的。