两种ABAQUS平台上蜗壳垫层材料压缩特性的数值模拟技术

摘要

垫层在水电站蜗壳结构中起传递内水压力的作用,但在当前的设计实践中,垫层通常被简化为线弹性材料.本文以文献(甘启蒙2010)给出的聚氨酯软木垫层材料压缩试验数据为基础,在当前蜗壳结构分析依托的主流有限元平台ABAQUS上,分别基于HYPERFOAM+MULLINS EFFECT模型和软接触关系等两种数值模拟技术,预测单次加—卸压循环中材料的非线性响应过程.数值模拟结果表明,上述两种技术对垫层材料的非线性(非弹性)压缩过程的预测效果良好;前者的优势在于有关模型参数可以通过UNIAXIAL TEST DATA选项结合垫层压缩试验数据方便地定义,并能考虑材料的滞回特性;后者则可以从几何建模和力学描述等两方面简化蜗壳结构中垫层的模拟过程,针对垫层厚度的参数分析以及材料非弹性压缩特性的数值描述有明显优势.