顶管顶进过程的多体系统动力学数值模拟方法

摘要

本发明公开了一种顶管顶进过程的多体系统动力学数值模拟方法，隧道工程管幕预加固的研究领域。本发明方法的操作步骤为：第一步确定直线、曲线顶管顶进过程中顶管上的荷载分布和计算；第二步建立直、曲线钢顶管多体系统动力学模型；第三步确定模型计算物理力学参数；第四步计算模型和连接器单元运动约束属性的确定；第五步进行直线顶管多体模型分析；第六步进行直线顶管转为曲线顶管多体模型分析；第七步曲线顶管多体系统动学模型顶管顶进力预计计算。

主权项

顶管顶进过程的多体系统动力学数值模拟方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、确定直线、曲线顶管顶进过程中顶管上的荷载分布并计算荷载；S2、建立直、曲线钢顶管多体系统动力学模型，介绍多体动力学基本理论，了解动力学普遍方程、广义速度公式、动力学控制方程和多体系统的动力学控制方程；S3、确定计算模型和连接器单元运动约束属性，操作Abaqus使用两节点连接单元在系统各部分之间建立联系，并通过定义连接属性来描述各部分之间的相对运动约束关系；S4、确定模型计算物理力学参数；假定地层荷载、摩擦阻力、管端正面阻力都是均匀分布的，假定钢材为理想弹塑性钢材，管节模型取两节，通过连续单元连接两管节；S5、进行直线顶管多体模型分析，钢管采用壳单元，选用S4R类型进行网格划分；S6、进行直线顶管转变为曲线顶管多体模型分析，模拟中采用多节管道，曲线管道钢管通过接头连接而成；S7、曲线顶管多体系统动学模型顶管顶进力预计计算，钢管采用壳单元，选用S4R类型单元进行网格划分。