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ANSYS桥梁建模经验1.doc


文档分类:汽车/机械/制造 | 页数:约13页 举报非法文档有奖
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,有限元分析的最终目的是通过模型来反映实际工程的力学特性,建模的过程是将工程特性转化为数学行为特征,而建立一个能准确反应物理原形的有限元模型对正确分析结构,得到正确的结果来说是至关重要的。当然建立一个完全与物理模型吻合,面面俱到的模型,对于一个庞大的复杂的工程来说也是不太可能的。从实用角度来说,模型的求解费用也是一个相当重要的指标。因此,有限元模型的建立尽量做到有的放矢。本文分析的重点在于大跨度预应力混凝土梁桥箱形截面抗弯抗剪的效率研究,通过研究箱梁顶底板和腹板的匹配对弯曲应力和剪切应力的影响,以及不同荷载情况下连续刚构各区段弯曲应力和剪切应力的增长速率规律,来揭示预应力混凝土箱梁腹板开裂的本质。因此需要建立一个通用性强的参数化实体模型。同时为了进行分析对比,以及其他相关参数的概略获取,需要建立与实体模型对应的空间梁元模型。通过大型通用有限元分析程序ANSYS的APDL(ANSYSparametricdesignlanguage)功能,建立了一个合理的连续刚构桥参数化实体有限元模型,为本文有限元分析提供了坚实的基础,为刚构桥桥梁分析设计工作提供了有力的保障。本章就连续刚构桥参数化实体有限元模型的建立的方法、必要的简化、实际工程力学特性在有限元模型中的实现做概要介绍。,是一种类似FORTRAN的解释性语言。它具有一般程序语言所具有的功能,如参数、宏、标量、向量及矩阵运算、分支、循环、重复以及访问ANSYS有限元数据库等功能。是优化设计的基础,也是参数化设计的最高技术[52]。APDL命令流通常具有以下优点:,不同版本间通用性强。,减少人工干预,降低分析成本。,可以通过不同的手段控制模型的建立,为二次开发提供了方便。,要求箱形截面具有可调性;为了使APDL命令流能够适应不同跨径,不同预应力配束的混凝土单箱室连续刚构,要求纵向各个截面具有几何拓扑一致性,预应力束的生成具有规律性;为了适应钢筋混凝土,预应力混凝土桥的分析要求,要求普通钢筋的配筋率具有可调性;针对以上模型要求,制定以下建模手段。,保证各个截面具有几何拓扑一致性,对于箱形截面来说,只有空间倒角部位可能出现截面拓扑不一致,在建模时人为将其定义为几何拓扑一致。对于横隔板建模采用后补法来实现。,一般单箱室连续刚构桥具有外轮廓的几何拓扑,因此将其作为截面的拓扑。对于和其拓扑一致或者可以调整为该拓扑结构的连续刚构都能分析。对于箱内倒角为双折线的连续刚构只能近似模拟。具体建模时,我们只需输入外轮廓尺寸,截面纵向位置,APDL命令流即可自动计算其他关键点位置,用循环语句生成实体模型。,定义张拉端为局部坐标原点,通过指定导线点局部坐标,和局部坐标在整体坐标中的位置进行定位。对于双向张拉的预应力束将其分为两根来建模,(L预应力束总长)。这样做看上去繁琐,但却解决了所有预应力束都可以通过一个宏命令完成预应力束损失的计算,单元的生成,初应变的赋值功能,没有任何局限性,为参数化建模提供了保证。参数的输入只有各导线点局部坐标,局部坐标在整体坐标中坐标,张拉控制力,波纹管类型等计算损失的参数。,采用分部位分区段配筋,即横截面分区域,纵向分段,在每一个截面赋值数组中定义各个部位的钢筋横向、竖向、纵向的钢筋直径、钢筋间距,通过这些参数编写APDL命令流确定配筋率以及实体单元分层关键点所在。以下给出一个算例:例:顶板普通钢筋配筋如图4-1,确定上层配筋层纵向配筋率,建模控制点参量。计算:1)输入参量:;;;;2)计算建模控制点参量:;3)计算上层配筋层纵向配筋率:4)返回计算数值和进行建模和单元属性赋值。图4--,本文采用的连续刚构实体有限元模型,从真实反应结构的力学特性方面做的比较细致,采用APDL建模技术后,可操作性也大大提高,但尽管如此,模型的规模还是比较庞大的,因此必须考虑计算效率的问题。,纵向仅对一个T进行模拟(即:只模拟一个边跨和半个中跨);在跨中处施加对称约束;横向上仅模拟半个箱梁,在对称截面处施加对称约束。也就是采用四分之一模型。单元总数控制在10万以内,单次求解时间小于15分钟。这样做只能模拟对称荷载,近似模拟

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  • 上传人AIOPIO
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  • 时间2020-07-10