Ansys谱分析实例地震位移谱分析
ANSYS_地震分析算例
ANSYS_地震分析算例地震是指地球上因地壳运动而产生的震动现象。
在地震发生后，建筑物的结构稳定性和抗震性能至关重要，因为地震可以对建筑物造成严重破坏。
因此，在建设和设计建筑物时，地震分析变得非常重要。
在此我将介绍一种用ANSYS进行地震分析的算例。
在地震分析中，我们首先需要建立一个合适的模型。
在这个算例中，我们将使用ANSYS提供的有限元分析方法。
首先，我们需要创建一个建筑物的三维模型。
在建筑物的模型中，我们需要包括所有的结构细节，例如建筑物的基础、柱子、梁和地板等。
我们可以使用ANSYS的几何建模工具来创建这个模型。
接下来，我们需要为建筑物定义材料特性。
建筑物的材料特性会对地震分析的结果产生重要影响。
例如，不同种类的混凝土、钢铁和木材等材料在地震作用下的响应是不同的。
我们需要使用ANSYS的材料库来定义这些材料的特性。
完成模型和材料定义后，我们需要定义地震荷载。
地震荷载是指地震发生时作用在建筑结构上的力量。
地震荷载可以根据地震的震级和地震波的性质来确定。
我们可以使用ANSYS的预处理工具来定义这些地震荷载。
接下来，我们需要定义边界条件。
边界条件是指建筑物与外部环境之间的约束关系。
例如，建筑物的基础是固定的，地震发生时不能移动。
我们需要使用ANSYS的加载工具来定义这些边界条件。
完成了模型、材料、地震荷载和边界条件的定义后，我们可以进行地震分析。
地震分析是指通过模拟地震发生时结构的动力响应来评估建筑物的抗震性能。
在ANSYS中，我们可以使用动力分析工具来进行这个分析。
在地震分析过程中，我们可以观察到各个部位的应力和位移等响应。
这些响应可以帮助我们评估建筑物的破坏机制和结构的安全性能。
例如，我们可以观察到柱子是否出现弯曲、梁是否发生裂缝等。
根据地震分析的结果，我们可以对建筑物的设计和结构进行优化。
例如，我们可以调整柱子和梁的尺寸、材质和布置方式，以提高建筑物的抗震能力。
综上所述，通过ANSYS进行地震分析可以帮助我们评估和优化建筑物的抗震性能。
ANSYS地震分析算例
02 地震分析算例 (ANSYS)土木工程中除了常见的静力分析以外，动力分析，特别是结构在地震荷载作用下的受力分析，也是土木工程中经常遇到的问题。
结构的地震分析根据现行抗震规范要求，一般分为以下两类：基于结构自振特性的地震反应谱分析和基于特定地震波的地震时程分析。
本算例将以一个4质点的弹簧－质点体系来说明如何使用有限元软件进行地震分析。
更复杂结构的分析其基本过程也与之类似。
关键知识点：(a) 模态分析(b) 谱分析(c) 地震反应谱输入(d) 地震时程输入(e) 时程动力分析(1) 在ANSYS窗口顶部静态菜单，进入Parameters菜单，选择Scalar Parameters选项，在输入窗口中填入DAMPRATIO=0.02，即所有振型的阻尼比为2%(2) ANSYS主菜单Preprocessor->Element type->Add/Edit/Delete，添加Beam 188单元(3) 在Element Types窗口中，选择Beam 188单元，选择Options，进入Beam 188的选项窗口，将第7个和第8个选项，Stress/Strain (Sect Points) K7, Stress/Strain (Sect Nods) K8，从None改为Max and Min Only。
即要求Beam 188单元输出积分点和节点上的最大、最小应力和应变(4) 在Element Types 窗口中，继续添加Mass 21集中质量单元(5) 下面输入材料参数，进入ANSYS主菜单Preprocessor->Material Props-> Material Models菜单，在Material Model Number 1中添加Structural-> Linear-> Elastic->Isotropic属性，输入材料的弹性模量EX和泊松比PRXY分别为210E9和0.3。
基于Ansys_的塔式起重机地震反应谱分析
基于Ansys的塔式起重机地震反应谱分析秦仙蓉 赵俊陆 王玉龙 张 氢 孙远韬同济大学机械与能源工程学院 上海 201804摘 要：塔式起重机在工程建造中发挥着重要作用，但因其具有高耸大跨度的细长结构，在地震的作用下可能造成结构损伤或破坏，有必要在设计阶段即对塔式起重机进行地震反应谱分析。
文中标定了利用Ansys平台进行反应谱分析的基本流程，构建了1个单自由度和1个二自由度系统，分别利用理论计算和Ansys数值模拟完成了这2个系统的地震反应谱分析，并分析对比这2种方法所得结果，实现了对Ansys分析流程的标定。
另外，根据经过理论标定的分析流程，对某型塔式起重机进行了反应谱分析，分别在平行、垂直于该塔式起重机模型臂架的方向施加地震加速度谱，合并生成各阶模态结果，可知模型垂直于臂架方向具有更强抗震性能。
关键词：塔式起重机；反应谱；结构；有限元；地震响应；分析中图分类号：TH213.3 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2023）15-0018-05Abstract: Tower crane plays an important role in engineering construction. However, due to large span, it may suffer structural damage or destruction in case of an earthquake. Therefore, it is necessary to analyze the seismic response spectrum of tower crane in the design stage. In this paper, the authors calibrated the basic process of response spectrum analysis through Ansys platform, constructed a single-degree-of-freedom system and a two-degree-of-freedom system, and analyzed the seismic response spectrum of these two systems by theoretical calculation and Ansys numerical simulation respectively, and compared the results, thus realizing the calibration of Ansys analysis process. In addition, according to the theoretically calibrated analysis process, the response spectrum of a tower crane was analyzed, and the seismic acceleration spectra were applied in the directions parallel to and perpendicular to the boom of the tower crane model, and the modal results of each order were generated. The results show that the seismic performance perpendicular to the boom direction is better. Keywords:tower crane; response spectrum; structure; finite element method; seismic response; analysis0 引言地震反应谱分析由美国学者Biot M A在20世纪40年代提出的[1]，描述了不同自振频率的弹性单自由度系统中相同阻尼比在地震激励下产生的最大响应与自振周期的关系[2]，广泛应用于结构抗震设计过程中。
经ANSYS分析得到各楼层在地震作用下加速度时程曲线（
有一个三层框架模型（命令流我提供），经ANSYS分析得到各楼层在地震作用下加速度时程曲线（东西向、南北向，地震记录文件我提供）,如下图以下需要用到MATLAb（将所要研究的设备假定为固定在楼面上的单自由度体系，在结构动力反应时程的基础上可以得到其对应的楼面反应谱。
设楼面加速度反应时程为，则设备的运动方程为：则地震作用为：根据Duhamel积分，可得地震作用的最大绝对值F为：则设备对楼面输入的最大反应为：）（上面这部参照我发给你的PPT）由各楼层在不同地震波下的楼层加速度时程曲线（上面算得的图）。
在楼层加速度反应时程的激励下，在一定的阻尼比ζ和自振周期T下，计算得到单自由度体系的最大反应和周期的关系曲线，即楼面反应谱。
根据楼中设备的具体位置，计算相应楼层的设备的地震反应。
阻尼比分别取0.02、0.05、0.1。
我要得到的结果:下面的内容需要继续用ansys:上面得到了各楼层的加速度时程反应（楼面谱），下面利用之前的时程分析结果采用ABAQUS 软件进行设备与楼板的接触分析。
分析模型中，楼板采用壳单元，用刚块来模拟浮放式设备，利用EL-Centro波双向地震作用下得到的楼面加速度时程作为激励输入来模拟地震作用下浮放式设备在楼板上的动力反应。
分析模型和荷载输入见图4.2和图4.3【模型假设：（1）以设备的外壳形状作为刚体形状；（2）设备运动时与支撑面（地面、楼板、台面、桌面等）之间是平面接触，且不发生脱离；（3）设备只发生滑移运动。
】一、刚块与楼板间的摩擦系数µ= 0. 2 ，分别输入二层、三层、四层楼板的加速度时程反应，来模拟二层、三层、四层楼板上设备的水平滑移。
下图分别为各楼层的相对位移、相对速度和绝对加速度。
（表格中的数据是你经过ansys 分析得到）希望得到的结论（1）设备的水平滑移值随着楼层反应的增大而增大，故应将重要的医疗设备放置在较低楼层（地震反应比较小），来降低震害。
（2）设备的水平滑移值随着摩擦系数的增大而减小，故设备底面与楼板之间的摩擦系数越大，越有利于抗震，应避免在光滑的接触面上放置设备，或采取相应的措施来增大接触面的摩擦系数。
ANSYS谱分析实例
ANSYS谱分析实例1.结构模态分析结构模态分析是指分析结构的振动模态和频率。
在ANSYS中，可以通过建立结构的有限元模型，定义结构的材料和边界条件，进行模态分析。
模态分析可以计算结构的固有频率和模态形态，用于确定结构的自由振动特性。
同时，模态分析还可以用于确定结构在不同激励条件下的响应。
2.地震响应分析地震响应分析是指分析结构在地震荷载下的响应。
在ANSYS中，可以通过定义地震荷载和结构的边界条件，进行地震响应分析。
地震响应分析可以计算结构在不同地震条件下的加速度、速度和位移响应，用于评估结构的地震抗震性能。
3.动力荷载响应分析动力荷载响应分析是指分析结构在动力荷载下的响应。
在ANSYS中，可以通过定义动力荷载和结构的边界条件，进行动力荷载响应分析。
动力荷载响应分析可以计算结构在不同动力荷载条件下的加速度、速度和位移响应，用于评估结构在动态工况下的响应。
4.谐响应分析谐响应分析是指分析结构在谐振激励下的响应。
在ANSYS中，可以通过定义谐振激励的频率和幅值，进行谐响应分析。
谐响应分析可以计算结构在不同谐振频率和幅值下的加速度、速度和位移响应，用于评估结构的谐响应特性。
5.随机振动分析随机振动分析是指分析结构受随机振动荷载作用下的响应。
在ANSYS 中，可以通过定义随机振动荷载的统计特性，进行随机振动分析。
随机振动分析可以计算结构在不同随机振动荷载条件下的平均响应和随机响应谱，用于评估结构在随机振动环境下的可靠性。
以上是几个常见的ANSYS谱分析实例，通过这些实例可以看出，ANSYS谱分析功能非常强大，可以广泛应用于各种工程领域，帮助工程师评估和优化结构的振动和动力学性能。
ANSYS地震作用分析应用实例解析--楼房地震波瞬态分析
1. 问题描述某框架-筒体结构，总高度54m，18层，层高3m，结构平面图如下图所示。
求其在地震荷载下的瞬态响应。
结构平面主要承重构件的截面尺寸及混凝土强度标号见下表。
为计算方便，钢筋混凝土的密度统一取为2700kg/m^3，弹性模量按照混凝土的弹性模量取值，泊松比取值为0.2。
2. 命令流/FILNAME,GAO_LOU ! 定义工作文件名/TITLE,THE ANALYSIS OF GAO_LOU ! 定义工作标题/PREP7 ! 进入前处理器ET,1,BEAM188 ! 定义单元类型ET,2,SHELL63 !R,2,0.2 ! 定义楼板及外墙厚度R,3,0.3 ! 定义筒体厚度MP,EX,1,3.25E10 ! 定义材料弹性模量MP,PRXY,1,0.2 ! 定义材料泊松比MP,DENS,1,2700 ! 定义材料密度MP,EX,2,3.0E10 !MP,PRXY,2,0.2 !MP,DENS,2,2700 !SECTYPE,1,BEAM,RECT ! 定义框架柱截面形状SECDATA,1.1,1.1 ! 定义框架柱截面尺寸SECTYPE,2,BEAM,RECT ! 定义外环梁截面形状SECDATA,0.4,0.6 ! 定义外环梁截面尺寸SECTYPE,3,BEAM,RECT ! 定义内框架梁截面形状SECDATA,0.5,0.8 ! 定义内框架梁截面尺寸SECTYPE,4,BEAM,RECT ! 定义次梁截面形状SECDATA,0.3,0.5 ! 定义次梁截面尺寸K,5000,22,8,72 ! 设置BEAM188单元方向K,1 ! 创建第一层关键点K,12,44KFILL,1,12KGEN,5,1,12,1, ,4 ! 创建整个模型的关键点KGEN,19,1,60,1, , ,3/VIEW,1,1,1,1 ! 改变视角/ANGLE,1,270,XM,0/REPLOT*DO,I,1,1021,60 ! 利用DO循环建立框架柱模型L,I,I+60*ENDDOLGEN,3,1,18,1,8, , ,2LGEN,2,1,54,1, ,16, ,48LGEN,2,1,18,1, ,8, ,24LGEN,2,37,54,1, ,8, ,24LGEN,2,1,144,1,28, , ,7LATT,1, ,1, ,5000, ,1 ! 定义线单元属性LESIZE,ALL,1.5 ! 指定线单元的长度LMESH,ALL ! 划分单元LSEL,U, , ,ALL ! 去掉框架柱的线元素L,61,65 ! 建立外环梁模型L,65,89L,89,92L,92,68L,68,72L,72,120L,120,109L,109,61LGEN,18,289,296,1, , ,3,60LATT,1, ,1, ,5000, ,2LESIZE,ALL,2LMESH,ALLLSEL,U, , ,ALLL,63,111 ! 建立内框架梁模型L,85,89L,89,113L,70,118L,92,96L,92,116LGEN,18,433,438,1, , ,3,60LATT,1, ,1, ,5000, ,3 LESIZE,ALL,2LMESH,ALLLSEL,U, , ,ALLL,62,110 ! 建立次梁模型L,64,112L,69,117L,71,119L,97,108L,73,77L,80,84L,90,102L,91,103LGEN,18,541,549,1, , ,3,60LATT,1, ,1, ,5000, ,4 LESIZE,ALL,2 LMESH,ALL*DO,I,61,64,1 ! 利用DO循环建立楼层板模型A,I,I+1,I+13,I+12*ENDDOAGEN,4,1,4,1, ,4, ,12*DO,I,68,71,1A,I,I+1,I+13,I+12*ENDDOAGEN,4,17,21,1, ,4, ,12*DO,I,89,91,1A,I,I+1,I+13,I+12*ENDDOAGEN,18,1,35,1, , ,3,60A,1133,1136,1124,1121 ALLSEL,ALL*DO,I,61,64,1A,I,I+1,I+61,I+60*ENDDO*DO,I,89,91,1A,I,I+1,I+61,I+60 *ENDDO*DO,I,68,71,1 A,I,I+1,I+61,I+60 *ENDDO*DO,I,109,112,1 A,I,I+1,I+61,I+60 *ENDDO*DO,I,116,119,1 A,I,I+1,I+61,I+60 *ENDDO*DO,I,61,97,12 A,I,I+12,I+72,I+60 *ENDDO*DO,I,65,77,12 A,I,I+12,I+72,I+60 *ENDDO*DO,I,68,80,12 A,I,I+12,I+72,I+60 *ENDDO*DO,I,72,108,12 A,I,I+12,I+72,I+60 *ENDDOAGEN,17,632,662,1, , ,3,60AATT,2,2,2 ! 定义楼层板及外墙单元属性、材料属性及实常数AESIZE,ALL,2 ! 指定面单元的大小AMESH,ALL ! 划分面单元ASEL,U, , ,ALL ! 去掉楼层板及外墙的面元素A,41,44,1124,1121AATT,1,3,2AESIZE,ALL,2AMESH,ALLASEL,U,MAT,,1A,41,53,1133,1121A,44,56,1136,1124AATT,1,3,2 ! 定义筒体单元属性、材料属性及实常数AESIZE,ALL,1.5AMESH,ALLNUMMRG,ALL, , , ,LOW ! 合并重复节点单元，编号取较小者NUMCMP,ALL ! 压缩节点单元等编号ALLSEL,ALL/SOLUNSEL,S,LOC,Z,-1,0 ! 选择框架柱和筒体与地面接触的所有节点D,ALL, , , , , ,ALL, , , , , ! 对框架柱和筒体与地面接触的所有节点施加约束ACEL,0,0,9.81 ! 施加重力场*DIM,TJX,ARRAY,2,50,0 ! 定义地震波数据矩阵*DIM,TJY,ARRAY,2,50,0*CREATE,ANSUITMP ! 创建地震波数据表*VREAD,TJX(1,1),’TJX’,’TXT’,’’,50 ! 读入地震波数据文件（E9.3，E11.3）*END/INPUT,ANSUITMP*CREATE,ANSUITMP*VREAD,TJY(1,1),’TJY’,’TXT’,’’,50 ! 读入地震波数据文件（E9.3，E11.3）*END/INPUT,ANSUITMPANTYPE,4 ! 指定分析类型*DO,T,1,50,1TIME,0.1*TKBC,0NSUB,10ACEL,TJX(2,T),TJY(2,T) ! 施加横向、竖向加速度NSEL,ALLSOLVE*ENDDO/POST26NSOL,2,2,U,X,UX_NODE2 ! 创建最底层节点在X方向的位移变量STORE,MERGE ! 存储最底层节点在X方向的位移变量NSOL,3,2,U,Y,UY_NODE2STORE,MERGENSOL,8,2,U,Z,UZ_NODE2STORE,MERGENSOL,4,35,U,X,UX_NODE35STORE,MERGENSOL,5,35,U,Y,UY_NODE35STORE,MERGENSOL,9,35,U,Z,UZ_NODE35STORE,MERGENSOL,6,70,U,X,UX_NODE70STORE,MERGENSOL,7,70,U,Y,UY_NODE70STORE,MERGENSOL,10,70,U,Z,UZ_NODE70STORE,MERGEXV AR,1PLV AR,2,4,6 ! 显示第3层节点在X方向的瞬态响应XV AR,1PLV AR,3,5,7 ! 显示第3层节点在Y方向的瞬态响应XV AR,1PLV AR,8,9,10 ! 显示第3层节点在Z方向的瞬态响应声明：本套资料由本人总结概括，如果您在使用过程中发现本套资料有不当或错误之处请联系本人。
ANSYS_地震分析算例
02 地震分析算例 (ANSYS)土木工程中除了常见的静力分析以外，动力分析，特别是结构在地震荷载作用下的受力分析，也是土木工程中经常遇到的问题。
结构的地震分析根据现行抗震规范要求，一般分为以下两类：基于结构自振特性的地震反应谱分析和基于特定地震波的地震时程分析。
本算例将以一个4质点的弹簧－质点体系来说明如何使用有限元软件进行地震分析。
更复杂结构的分析其基本过程也与之类似。
关键知识点：(a) 模态分析(b) 谱分析(c) 地震反应谱输入(d) 地震时程输入(e) 时程动力分析(1) 在ANSYS窗口顶部静态菜单，进入Parameters菜单，选择Scalar Parameters选项，在输入窗口中填入DAMPRATIO=0.02，即所有振型的阻尼比为2%(2) ANSYS主菜单Preprocessor->Element type->Add/Edit/Delete，添加Beam 188单元(3) 在Element Types窗口中，选择Beam 188单元，选择Options，进入Beam 188的选项窗口，将第7个和第8个选项，Stress/Strain (Sect Points) K7, Stress/Strain (Sect Nods) K8，从None改为Max and Min Only。
即要求Beam 188单元输出积分点和节点上的最大、最小应力和应变(4) 在Element Types 窗口中，继续添加Mass 21集中质量单元(5) 下面输入材料参数，进入ANSYS主菜单Preprocessor->Material Props-> Material Models菜单，在Material Model Number 1中添加Structural-> Linear-> Elastic->Isotropic属性，输入材料的弹性模量EX和泊松比PRXY分别为210E9和0.3。
基于ANSYSWorkbench的楼房地震响应分析（附源文件）
基于ANSYSWorkbench的楼房地震响应分析（附源⽂件）依据上篇⽂章关于振动⽅⾯的科普，⼯作中遇到的往往是实际模型在地震中的计算，根据计算结果可以判别出该研究对象是否安全，在地震情况下是否可以正常⼯作，亦或者可以根据计算的受⼒分布图，推断出研究对象损坏的部件分布位置，或者说是容易损坏的⼯作零件。
本⽂将根据楼层在仿真地震中的计算提供ANSYS仿真思路，由于实际接触以及实际响应谱更为复杂，本⽂以⼀栋楼房在地震谱中的响应谱分析为例旨在说明ANSYS在地震以及预防地震⽅⾯可以提供的帮助。
振动问题都应计算研究对象的固有频率，与之前⽂章相类似的，本⽂应以modal模块起步，在modal模块的solution中，右击solution，选中transfer data to new并选择response spectrum。
由于笔者是在inventor中建模分析，这⾥稍有不同，也不再赘述。
建模mesh等步骤在此因不是重点，笔者不再赘述，本⽂将附带源⽂件，感兴趣的朋友可以⾃⾏前往下载。
由于上篇⽂章选择20阶固有频率，导致计算⽂件较⼤，⼤约有500MB，这⾥为节约时间，仅选取10阶固有频率。
固定楼房4⽀柱底部，计算得出楼房10阶固有频率，其计算结果如下。
mode Frequency（Hz）136.446236.483361.7354167.555167.646175.497178.598179.799181.0710244.95第⼀阶模态第⼆阶模态第三阶模态在响应谱中插⼊RS Displacement，选取相关条件，设定振动⽅向为Z⽅向，插⼊⾃定义响应谱数据，点击solve即可计算出相关结果，按照实际⼯程中需求，可以得出等效应⼒，形变等等数据。
综上所述，本⽂以⼀栋楼房的振动为例，计算出楼房所受等效应⼒等参数，⽽由于实际⼯程中振动⽅向更趋向于三个不同⽅向，即x,y,z轴三个⽅向，所以应该需要添加不同⽅向的响应谱并进⾏计算分析。
ANSYS地震反应谱SRSS分析
!/SOLU !ANTYPE,MODAL ! Mode-frequency analysis !EXPASS,ON !MXPAND,nmode,,,YES,0.0 ! Expand nmode shapes, calculate element stresses !SOLVE !FINISH
/SOLU ANTYPE,SPECTR SRSS,0.0,DISP ! Square Root of Sum of Squares Mode combination
/SOLU ANTYPE,SPECTR ! Spectrum analysis SPOPT,SPRS ! Single point spectrum SED,1,, ! Global X-axis as spectrum direction SVTYP,2 ! Seismic acceleration response spectrum
! with signif=0.0 and displacement solution requested SOLVE FINISH
/POST1 SET,LIST /INPUT,,mcom !***************EARTHQUAKE X****************** ALLSEL,ALL FINISH
ANSYS地震分析算例
ANSYS地震分析算例算例描述：在一个城市里，设计师计划建造一座高楼大厦。
然而，由于该地区位于地震活动带，设计师决定对该高楼进行地震分析，以确保其在地震时的稳定性。
假设该高楼大厦的结构为钢筋混凝土框架结构。
设计师希望通过地震分析来确定该结构的最大位移、最大应力和最大应变等参数，并评估结构的稳定性。
地震分析步骤：1.确定模型和边界条件：-在ANSYS中创建高楼大厦的模型。
可以使用ANSYS提供的建模工具，通过绘制位于平面上的轮廓线进行模型创建。
-定义地震加载条件：确定地震波的性质和加载方向，并将其应用于模型的适当位置。
-设置边界条件：确定结构的支撑方式，如固定支座或固定边界条件。
2.材料和单元属性设置：-模型中的材料属性：定义使用的材料的弹性模量、泊松比和密度等特性。
-定义单元属性：选择适当的单元类型，并设置单元的尺寸和属性值。
3.进行静态分析：-应用静态载荷：为了模拟自重和其他永久载荷，将这些载荷应用到模型中。
-执行静态分析：运行ANSYS分析以计算静态应力和变形。
4.开展地震分析：-应用地震波加载：将地震波加载应用于模型的适当位置。
-执行动态分析：运行ANSYS分析以计算结构在地震荷载下的动态响应。
5.结果分析：-输出结果：分析完毕后，ANSYS将提供关于位移、应力、应变和变形等参数的结果。
-结果评估：根据结果评估结构的稳定性和安全性。
可以根据设计准则或标准来判断结构是否合格。
总结：地震分析是建筑和结构设计中至关重要的一步。
ANSYS提供了强大的分析工具，可以帮助工程师和建筑师评估建筑结构在地震荷载下的响应。
通过ANSYS地震分析，设计者可以确定结构的稳定性和安全性，并采取必要的措施来增加其抗震能力。
ANSYS谱分析报告地实例——板梁结构
谱分析的实例——板梁结构一单点响应谱分析的算例某板梁结构如图3所示，计算在Y方向的地震位移响应谱作用下整个结构的响应情况。
板梁结构结构的基本尺寸如图 3所示，地震谱如表5所示，其它数据如下：1.材料是A3钢，相关参数如下：杨氏模量=2e11N/m 2泊松比=0.3密度=7.8e 3Kg/m 32.板壳：厚度=2e-3m3.梁几何特性如下：截面面积=1.6e-5 m 2惯性矩=64/3e-12 m 4宽度=4e-3m高度=4e-3m图3板梁结构模型（mm）谱表1 GUI方式分析过程第1步：指定分析标题并设置分析范畴1、取菜单途径Utility Menu>File>Change Title。
2、输入文字“Single-point response analysis of a shell-beam structure”，然后单击OK。
第2步：定义单元类型1、选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/ Delete，弹出Element Types对话框。
2、单击Add，弹出Library of Element Types对话框。
3、在左边的滚动框中单击“Structural Shell”。
4、在右边的滚动框中单击“shell63”。
5、单击Apply。
6、在右边的滚动框中单击“beam4”。
7、单击OK。
8、单击Element Types对话框中的Close按钮。
第3步：定义单元实常数1、选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Real Constants，弹出Real Constants对话框。
2、单击Add，弹出Element Type for Real Constants对话框。
3、选择1号单元，单击OK，弹出Real Constants for Shell63对话框。
4、在TK(I)处输入2e-3。
ANSYS_地震分析算例
ANSYS_地震分析算例地震是地球上常见的自然灾害之一，对建筑物和结构物的破坏性非常大。
为了确保建筑物在地震中的安全性，工程师常常使用ANSYS软件进行地震分析。
地震分析是通过对建筑物进行动力学分析，计算出其在地震荷载下的响应，从而评估其结构的抗震性能。
在ANSYS中进行地震分析的主要步骤包括：建立模型、施加地震载荷、求解以及分析结果的评估。
首先，需要在ANSYS中建立建筑物的有限元模型。
通常情况下，建筑物可以被简化成一个由节点和单元组成的网格模型。
节点代表建筑物的连接点，单元则代表该连接点附近的结构元素。
节点和单元的选择要根据具体的建筑物结构进行，以保证计算结果的准确性。
接下来，需要施加地震载荷。
地震荷载可以通过指定地震力谱、地震加速度或者地震方波来进行定义。
这些地震载荷将会在计算过程中施加在建筑物的不同部位。
为了模拟真实情况，还需要考虑建筑物的质量、刚度以及其它相关参数。
然后，可以对建筑物施加地震载荷进行求解。
ANSYS的求解器可以根据所定义的地震载荷和建筑物的有限元模型，计算出整个建筑物在地震作用下的响应。
这些响应结果包括建筑物的位移、应力、应变等。
最后，对分析结果进行评估。
通过分析结果，可以评估建筑物的抗震能力，并且可以对结构进行优化设计。
如果建筑物在地震作用下的应力和应变超过了材料的承载能力，那么就需要重新考虑建筑物的结构设计，以确保其能够承受地震荷载。
在ANSYS中进行地震分析的算例很多，下面以一个简单的算例为例进行说明。
假设有一个三层楼的建筑物，使用钢筋混凝土框架结构。
首先，在ANSYS中建立该建筑物的有限元模型，包括梁、柱、地基等。
然后，根据所在地的地震条件，施加不同方向上的地震载荷。
接着，使用ANSYS的求解器进行求解，计算出建筑物在地震作用下的位移、应力、应变等响应结果。
最后，根据分析结果，对建筑物的结构进行优化设计，确保其能够在地震中保持稳固。
总之，ANSYS软件在地震分析方面具有很强的功能和应用性。
ANSYS地震分析算例
ANSYS地震分析算例地震分析是通过模拟地震波在结构体系中传播和反应的过程，来评估结构的抗震性能。
ANSYS提供了丰富的工具和功能来支持地震分析，包括地震波输入、地震响应计算和结构的抗震设计。
接下来，我们将介绍一个ANSYS地震分析的算例，来说明如何使用ANSYS进行地震分析。
首先，我们需要定义地震波的输入。
在ANSYS中，可以通过加载事先记录的地震波时程数据来模拟地震波。
这些地震波数据可以从观测站或数字模拟中获取。
通过加载地震波数据，可以将地震波的荷载施加在相应的结构上。
其次，我们需要建立地震分析的数值模型。
在ANSYS中，可以使用各种元素和材料模型来表示结构。
对于地震分析，通常会使用3D有限元模型。
在建立数值模型时，需要根据实际情况定义结构的几何形态和材料特性。
建议使用精细的网格划分来确保模型的准确性和可靠性。
然后，我们需要设置地震分析的边界条件。
这包括定义结构的支撑条件、荷载施加方式以及结构的初始条件等。
在地震分析中，结构通常会受到来自地震波的水平和垂直方向两个方向上的振动力。
因此，需要设置适当的支撑条件和加载方式来模拟地震波对结构的影响。
接着，我们可以进行地震分析计算。
在ANSYS中，可以使用不同的求解方法来进行地震分析，包括静力分析、模态分析和时程历程分析。
静力分析适用于弹性结构，可以用来评估结构在地震荷载下的变形和应力分布。
模态分析可以计算结构的固有频率和振型，并用于评估结构的抗震性能。
时程历程分析是一种更为准确的地震分析方法，可以模拟地震波在结构中的传播和反应的过程。
最后，我们可以进行地震分析结果的后处理。
在ANSYS中，可以使用各种功能来对地震分析的结果进行可视化和分析。
可以绘制结构的变形图、应力分布图和振动模态图，以评估结构的抗震性能。
此外，还可以计算结构的位移响应和应力峰值，以更详细地评估结构的动力响应。
总结起来，ANSYS提供了一个完整的地震分析解决方案，可以用于评估结构的抗震性能。
地震分析算例_ANSYS
地震分析算例_ANSYS地震分析是指通过数值模拟和分析地震过程及其对结构物的影响，以评估结构物在地震中的性能和安全性。
在这个算例中，我们将使用ANSYS 软件进行地震分析，分析一个简单的二维框架结构在地震中的响应。
下面是详细的步骤和算例设置：1.几何建模：我们首先在ANSYS中进行几何建模，绘制一个二维的框架结构。
框架由4个节点组成，其中1号和4号节点是固定支座，2号和3号节点是自由节点。
我们可以设置框架的长度、宽度、高度等参数。
2.材料属性：我们需要为框架结构定义材料属性，包括弹性模量和泊松比等。
这些参数可以根据实际的材料特性进行设置。
3.边界条件：我们将1号和4号节点设置为固定支座，以防止结构物在地震中发生位移。
4.地震负荷：我们需要定义地震负荷，即地震的加速度记录。
这些加速度记录可以根据地震现场的实测数据来确定。
在ANSYS中，可以将地震加速度记录分为不同的时程，并将其作为负荷应用在结构上。
5.模型分析：在所有参数设置好后，我们可以进行模型分析。
在ANSYS中，可以选择静力分析或动力分析进行地震分析。
如果选择静力分析，将根据结构物的初始状态和地震负荷计算结构物的响应。
如果选择动力分析，则可以考虑结构物的动态特性和阻尼效应。
6.结果评估：结果评估可以包括结构物的最大位移、最大应力、最大应变等信息，以及结构物的破坏模式和安全性评估等。
在ANSYS中，可以通过可视化和结果输出等方式来进行结果评估。
总结：在这个地震分析算例中，我们使用ANSYS软件对一个二维框架结构进行了地震响应的模拟和分析。
通过设置几何模型、材料属性、边界条件和地震负荷等参数，进行模型分析并评估结构物的性能和安全性。
通过这个算例，我们可以更好地理解地震分析的过程和方法，并为实际工程项目提供参考和指导。
基于ANSYS Workbench的某反应塔模态及地震响应谱分析
ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５－５０９Ｘ.２０１８.１１.００４基于ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ的某反应塔模态及地震响应谱分析何志刚ꎬ程继余(江苏天楹环保能源成套设备有限公司ꎬ江苏南通㊀２２６６０２)摘要:以某反应塔主体为分析对象ꎬ通过ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ建立三维实体模型ꎬ导入有限元分析软件ＡＮ￣ＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ进行模态仿真分析ꎬ得到了反应塔前４０阶非零模态频率ꎮ进行了模拟地震载荷作用下的位移响应谱分析ꎬ得到等效应力和方向位移云图ꎮ结果表明:反应塔的动力学特性较为复杂ꎬ模态振型具有多样性ꎮ在地震载荷激励下ꎬ反应塔满足抗震强度要求ꎮ关键词:反应塔ꎻ有限元分析ꎻ模态ꎻ响应谱中图分类号:ＴＨ１２８㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:２０９５－５０９Ｘ(２０１８)１１－００１３－０３㊀㊀我国地震比较频繁ꎬ反应塔工作环境恶劣ꎬ容易受到较大破坏ꎮ反应塔抗弯刚度相对较小ꎬ是一种纵向和横向尺寸之比比较大的钢架和筒体的混合结构ꎬ在横向载荷作用下ꎬ地震载荷容易造成反应塔较大的振动和变形ꎬ并且地震载荷对反应塔有很强的破坏力ꎬ因此对反应塔进行模态与地震响应谱分析至关重要ꎮ有限元分析广泛应用于宇航㊁核㊁机电㊁化工㊁建筑㊁海洋等领域ꎬ是机械产品动㊁静㊁热特性分析的重要手段ꎬＡＮＳＹＳ作为大型有限元分析软件具有成熟可靠的处理能力ꎮ本文通过ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ建立三维实体模型ꎬ采用大型有限元分析软件ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ对反应塔的位移模态频率㊁位移振型以及地震响应谱等进行了分析和研究ꎬ为该类型的反应塔机构优化提供理论依据ꎬ为反应塔的抗震设计提供参考[１]ꎮ１ 建立反应塔有限元模型反应塔由反应塔支架㊁检修平台㊁滑动支架㊁筒体㊁进风烟道㊁塔顶平台㊁顶部平台㊁高位槽等组成ꎬ反应塔主要受力构件是反应塔支架㊁检修平台和筒体ꎬ本文以反应塔支架㊁检修平台和筒体为主建立反应塔的有限元分析模型ꎬ反应塔高２３.５ｍꎬ支架宽６.２ｍꎬ筒体直径８.２ｍꎬ如图１所示ꎮ反应塔材料采用Ｑ２３５碳素结构钢ꎬ其材料属性见表１ꎮ图１㊀反应塔有限元分析模型表１㊀材料属性表密度/(ｇ ｃｍ－３)弹性模量/ＧＰａ泊松比屈服极限/ＭＰａ抗拉强度/ＭＰａ７.８５２００~２１００.２５~０.３３２３５３７５~５００㊀㊀由于反应塔模型的总单元数较多ꎬ并且具有大量的振型ꎬ为了得到可靠的结果ꎬ同时考虑求解速度和计算精度ꎬ本文采用自适应分网方式进行网格划分ꎬ设置ＥｌｅｍｅｎｔＳｉｚｅ为１００ｍｍꎬ共产生网格数量６５６９４８个ꎬ节点数量１２８４０７５个ꎮ图２为反应塔网格划分示意图ꎮ图２㊀反应塔网格划分示意图收稿日期:２０１７－０８－１５作者简介:何志刚(１９８２ )ꎬ男ꎬ江苏徐州人ꎬ江苏天楹环保能源成套设备有限公司工程师ꎬ主要研究方向为机械设备优化设计与产品创新ꎮ３１ ２０１８年１１月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀机械设计与制造工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｎｏｖ.２０１８第４７卷第１１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＭａｃｈｉｎｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.４７Ｎｏ.１１２㊀反应塔模态分析为了避免反应塔在各种工况下发生共振ꎬ通常需要计算反应塔的模态频率和振型ꎮ本文采用约束模态分析法ꎬ对反应塔的地脚螺栓孔施加固定约束[２]ꎮ反应塔前４０阶非零模态频率如图３所示ꎮ图３㊀反应塔前４０阶非零模态频率㊀㊀由于存在相似模态振型ꎬ因此本文具体分析第１ꎬ５ꎬ１０ꎬ２５ꎬ３０阶模态振型ꎬ如图４~８所示ꎮ图４㊀反应塔第１阶模态振型图５㊀反应塔第５阶模态振型图６㊀反应塔第１０阶模态振型图７㊀反应塔第２５阶模态振型图８㊀反应塔第３０阶模态振型㊀㊀反应塔第１ꎬ５ꎬ１０ꎬ２５ꎬ３０阶模态振型的特点见表２ꎮ表２㊀反应塔振型特点阶数固有频率/Ｈｚ振型特点１４.６０３１Ｚ向振动ꎬ筒体顶部变形最大５８.１８９３８.５ｍ平台变形最大１０１２.８３３０小幅弯扭耦合ꎬ支架下部变形最大２５１８.２５５０小幅弯扭耦合ꎬ支架上部变形最大３０２０.０３２０绕Ｙ轴扭转ꎬ筒体底部变形最大３㊀地震响应谱分析谱分析是模态分析的延伸ꎬ其可以将模态分析的结果与一种已知的谱联系起来ꎬ进而计算模型的位移和应力ꎬ以确定结构对随机载荷的动力响应情况ꎮ在工程中ꎬ响应谱用来分析载荷谱的响应情况[３]ꎮ本文采用单点反应谱响应分析ꎬ分别对反应塔地脚螺栓孔施加固定约束ꎬ对反应塔进行八级地震设防烈度下的机械强度分析ꎮ本文采用常用的地震波谱数据ꎬ其频率－加速度响应曲线如图９所示ꎮ图９㊀频率－加速度响应曲线４１２０１８年第４７卷㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀机械设计与制造工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀通过仿真分析求得反应塔在地震载荷下的等效应力云图和位移云图ꎬ如图１０~１１所示ꎮ图１０㊀反应塔等效应力云图图１１㊀反应塔位移云图㊀㊀从图１０可知ꎬ反应塔应力最大值为１６１.８８ＭＰａꎬ位于反应塔地脚螺栓孔处ꎬ小于材料Ｑ２３５的屈服极限２３５ＭＰａꎬ因此反应塔强度满足抗震强度要求ꎮ从图１１可知ꎬ反应塔变形最大值为８.１６５ｍｍꎬ小于«建筑抗震设计规范»要求的最大变形７０ｍｍ[４]ꎬ因此反应塔满足地震试验的变形要求ꎮ综合以上分析可知ꎬ该反应塔满足地震试验的抗震要求ꎮ４㊀结束语本文对反应塔进行了模态分析ꎬ结果表明该反应塔具有良好的受力性能ꎬ其结构内力分布均匀ꎬ刚度大㊁位移较小ꎻ反应塔低阶模态主要为筒体顶部扭转振动与支架下部弯扭耦合振动ꎬ高阶模态主要为筒体底部扭转振动与支架上部弯扭耦合振动ꎬ振型的多样性表明反应塔的动力特性比较复杂ꎮ依据地震响应谱分析ꎬ反应塔地脚螺栓孔承受应力较大ꎬ筒体顶部位移较大ꎬ但塔体的整体刚度大ꎬ符合抗震要求ꎮ参考文献:[１]㊀马宇山ꎬ金涛.基于ＡＮＳＹＳ的塔设备地震与风载分析[Ｊ].制造业自动化ꎬ２０１０ꎬ３２(１):１－５.[２]㊀ＨＵＳｈａｏｍａｏ.Ａｎｔｉ－ｓｅｉｓｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃａｂｉ￣ｎｅｔｂａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ[Ｊ].Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１４ꎬ４３(４):７７－７９. [３]㊀崔强.基于ＡＮＳＹＳ的钢结构塔架动力学分析[Ｊ].煤矿机械ꎬ２０１３ꎬ３４(４):１３２－１３３.[４]㊀张永伟ꎬ康兴无.基于ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ的某通信发射塔模态及地震响应谱分析[Ｊ].兵器装备工程学报ꎬ２０１６ꎬ３７(１１):８３－８６.ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎｍｏｄｅｓａｎｄｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆａｒｅａｃｔｉｏｎｔｏｗｅｒｂａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈＨｅＺｈｉｇａｎｇꎬＣｈｅｎｇＪｉｙｕ(ＪｉａｎｇｓｕＴｉａｎｙｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｅｒｇｙＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＪｉａｎｇｓｕＮａｎｔｏｎｇꎬ２２６６０２ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｔｂｕｉｌｄｓ３ＤｓｏｌｉｄｍｏｄｅｌｉｎＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓꎬｓｉｍｕｌａｔｅｓｔｈｅｍａｉｎｂｏｄｙｏｆａｒｅａｃｔｉｏｎｔｏｗｅｒｉｎＡＮＳＹＳＷｏｒｋ￣ｂｅｎｃｈꎬｏｂｔａｉｎｓｔｈｅｎｏｎ－ｚｅｒｏｍｏｄｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔ４０ｏｒｄｅｒｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｏｗｅｒꎬａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅ￣ｍｅｎｔｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｃｔｒａｕｎｄｅｒｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｓｅｉｓｍｉｃｌｏａｄꎬａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｄｉｓ￣ｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｍａｇｅｓ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｏｗｅｒａｒｅｃｏｍｐｌｅｘａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｓａｒｅｄｉｖｅｒｓｅ.Ｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｓｅｉｓｍｉｃｌｏａｄꎬｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｏｗｅｒｍｅｅｔｓｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｒｅａｃｔｉｏｎｔｏｗｅｒꎻｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓꎻｍｏｄａｌꎻｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｃｔｒｕｍ５１２０１８年第１１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀何志刚:基于ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ的某反应塔模态及地震响应谱分析。
ANSYS地震反应谱分析实例
ANSYS地震反应谱分析实例/COM,ANSYS地震反应谱分析⽰例/PREP7!定义参数B=15 !基本尺⼨A1=1000 !第⼀个⾯积A2=1000 !第⼆个⾯积A3=1000 !第三个⾯积NMODE=10!定义截⾯ET,1,BEAM4 !⼆维杆单元R,1,0.25,0.0052,0.0052,0.5,0.5!定义材料特性MP,EX,1,2.0E11MP,PRXY,1,,0.3MP,DENS,1,7.8E3!定义节点N,1,-B,0,0N,2,0,0,0N,3,-B,0,BN,4,0,0,BN,5,-B,0,2*BN,6,0,0,2*BN,7,-B,0,3*BN,8,0,0,3*B!定义单元E,1,3E,2,4E,3,5E,4,6E,3,4E,5,6E,5,7E,6,8E,7,8!边界条件D,1,ALL,0,,2FINISH!静⼒分析/SOLUD,1,ALL,0,,2SFBEAM,1,1,PRES,100000,SFBEAM,3,1,PRES,100000,SFBEAM,7,1,PRES,100000,SOLVEFINISHALLSEL!模态分析/SOLUANTYPE,2MODOPT,SUBSP,10 !⼦空间法MXPAND,10, , ,1SOLVE!存储各模态频率*DIM,FRE,,NMODE*DO,I,1,NMODE*GET,FRE(I),MODE,I,FREQ ! OBTAIN MODE FREQENCY FOR MODE I *ENDDOFINISHALLSEL!计算反应谱数据（依据规范GB50011-2001 第5.1.5条）!地震影响系数GRAV=9.81!重⼒加速度GTG=0.35 !特性周期AMAX=0.08!⽔平地震影响系数最⼤值C=0.05 !阻尼⽐!*DIM,A,,NMODE*DIM,T,,NMODE*DO,I,1,NMODET(I)=1.0/FRE(I)*ENDDOR=0.9+(0.05-C)/(0.5+5.0*C)P1=0.02+(0.05-C)/8P2=1+(0.05-C)/(0.06+1.7*C)*DO,I,1,NMODE*IF,T(I),GE,0.0,AND,T(I),LT,0.1,THENA(I)=(0.45+(10.0*P2-4.5)*T(I))*AMAX*GRAV*ELSEIF,T(I),GE,0.1,AND,T(I),LE,TGA(I)=P2*AMAX*GRAV*ELSEIF,T(I),GT,TG,AND,T(I),LE,5*TGA(I)=(TG/T(I))**R*P2*AMAX*GRAV*ELSEA(I)=(P2*0.2**R-P1*(T(I)-5*TG))*AMAX*GRAV*ENDIF*ENDDO!反应谱分析/SOLUANTYPE,SPECTRSPOPT,SPRS ! 单点反应谱SED,1,, ! 反应⽅向为X轴SVTYP,2 ! 加速度谱! 反应谱数据FREQ,FRE(1),FRE(2),FRE(3),FRE(4),FRE(5),FRE(6),FRE(7),FRE(8),FRE(9) FREQ,FRE(10)SV,,A(1),A(2),A(3),A(4),A(5),A(6),A(7),A(8),A(9)SV,,A(10)SRSS,0.0,DISP ! 设置震形组合⽅式SOLVEFINISH/POST1SET,LIST/INPUT,,MCOM!计算反应谱⼯况!***************查看反应谱结果******************ALLSEL,ALLFINISH。
ansys谱分析实例地震位移谱分析
a n s y s谱分析实例地震位移谱分析The pony was revised in January 2021二．地震位移谱分析如图所示为一板梁结构，试计算在Y方向地震位移谱作用下的构件响应情况。
板梁结构相关参数见下表所示。
板梁结构几何参数和材料参数相应谱板梁结构(模型图)进行题目2的分析。
第一步是建立实体模型（如图4），并选择梁单元和壳单元模拟梁和板进行求解。
建此模型并无特别的难处，只要定义关键点正确，还有就是在建模过程当中注意对全局坐标系的运用，很容易就能做出模型。
此题的难点在于对梁和板的分析求解。
进行求解，首先进行的就是模态分析，约束好六条梁，就可以进行模态的分析求解了。
模态分析后，相应的就进行频谱分析，在输入频率和位移后开始运算求解。
此后进行模态扩展分析，最后进行模态合并分析。
分析完后，再对结果进行查看。
通过命令Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution查看节点位移结果、节点等效应力结果（图5）及反作用力结果（图6）。
通过图片我们看清晰的看到梁和板的受力情况及变形情况，在板与梁的连接处，板所受的应力最大，这些地方较容易受到破坏，故可考虑对其进行加固。
而梁主要是中间两层变形较大，所以在设计时应充分考虑材料的选用及直径的大小。
1.指定分析标题1．选取菜单路径Utility Menu | File | Change Jobname，将弹出Change Jobname (修改文件名)对话框。
2．在Enter new jobname (输入新文件名)文本框中输入文字“CH”，为本分析实例的数据库文件名。
单击对话框中的“OK”按钮，完成文件名的修改。
3．选取菜单路径Utility Menu | File | Change Title，将弹出Change Title (修改标题)对话框。
4．在Enter new title (输入新标题)文本框中输入文字“response analysis of a beam-shell structure”，为本分析实例的标题名。
基于ANSYS的支撑框架结构地震反应谱分析
第 38 卷
图 2 支撑框架结构有限元模型 Fig． 2 Finite element modal of the braced structure
图 1 支撑框架结构平面布置 Fig． 1 The braced RC frame sturcture layout
1． 2 单元的选取与参数设定 采用梁单元 BEAM188 来模拟框架梁、框架柱、
193
基于 ANSYS 的支撑框架结构地震反应谱分析
李 坤1 ，田兴运1 ，苏 雷2 ，侯春娇1
（ 1． 西北农林科技大学土木工程系，陕西 杨凌 712100； 2． 哈尔滨工业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090）
摘 要： 利用 ANSYS 对一斜支撑框架结构建立有限元模型并分析该结构的动力特性和地震荷载作用下的弹性响
modal on horizontal RC frame
第 3 阶振型主要是结构的横向振动。由图 6 可 知，横向支撑框架各层柱没有明显的反弯点出现，这 说明支撑布置改变了原有横向框架的受力状态，进 行结构的横向分析时应该按支撑和框架的协同工作 分析。 2． 4 第 4 阶结构频率和模态振型分析
第 4 阶结构振动频率为 3. 229 Hz，对应振动周 期为 0. 303 s。模态振型位移节点解如图 7 所示。
支撑； 采用壳单元 SHELL63 单元来模拟楼板。结构 阻尼系数为 0. 05。模型所用详细参数列于表 1。
表 1 模型参数 Table 1 Parameters of structure modal
构件
单元类型
截面尺寸 /m
框架柱 框架梁 框架支撑
楼板
BEAM188 BEAM188 BEAM188 SHELL63
ANSYS地震反应谱SRSS分析
ANSYS地震反应谱SRSS分析我在ANSYS中作地震分解反应谱分析，一次X方向，一次Y方向，他们要求是独立互不干扰的，可是采用直进行一次模态分析的话，他生成的*.mcom文件好像是包含了前面的计算结果，命令流如下：!进入PREP7并建模/PREP7B=15 !基本尺寸A1=1000 !第一个面积A2=1000 !第二个面积A3=1000 !第三个面积ET,1,beam4 !二维杆单元R,1,0.25,0.0052,0.0052,0.5,0.5 !以参数形式的实参MP,EX,1,2.0E11 !杨氏模量mp,PRXY,1,,0.3mp,dens,1,7.8e3N,1,-B,0,0 !定义结点N,2,0,0,0N,3,-B,0,bN,4,0,0,bN,5,-B,0,2*bN,6,0,0,2*bN,7,-B,0,3*bN,8,0,0,3*bE,1,3 !定义单元E,2,4E,3,5E,4,6E,3,4E,5,6e,5,7e,6,8e,7,8D,1,ALL,0,,2FINISH!!进入求解器，定义载荷和求解/SOLUD,1,ALL,0,,2 !结点UX=UY=0sfbeam,1,1,PRES,100000,sfbeam,3,1,PRES,100000,sfbeam,7,1,PRES,100000,SOLVEFINISHallselNMODE=10/SOL!*ANTYPE,2!*MSAVE,0!*MODOPT,LANB,NMODEEQSLV,SPARMXPAND,NMODE , , ,1LUMPM,0PSTRES,0!*MODOPT,LANB,NMODE ,0,0, ,OFFSOLVE*DIM,FRE,,NMODE*DO,I,1,NMODE*GET,FRE(I),MODE,I,FREQ ! OBTAIN MODE FREQENCY FOR MODE I *ENDDOFINISH!地震影响系数grav=9.81tg=0.35amax=0.08c=0.05!*dim,a,,nmode*dim,t,,nmode*do,i,1,nmodet(i)=1.0/fre(i)*enddor=0.9+(0.05-c)/(0.5+5.0*c)p1=0.02+(0.05-c)/8p2=1+(0.05-c)/(0.06+1.7*c)*do,i,1,nmode*if,t(i),ge,0.0,and,t(i),lt,0.1,thena(i)=(0.45+(10.0*p2-4.5)*t(i))*amax*grav*elseif,t(i),ge,0.1,and,t(i),le,tga(i)=p2*amax*grav*elseif,t(i),gt,tg,and,t(i),le,5*tga(i)=(tg/t(i))**r*p2*amax*grav*elsea(i)=(p2*0.2**r-p1*(t(i)-5*tg))*amax*grav*endif*enddo!! X-方向谱分析Spectrum analysis along Global X-axis direction/SOLUANTYPE,SPECTR ! Spectrum analysisSPOPT,SPRS ! Single point spectrumSED,1,, ! Global X-axis as spectrum directionSVTYP,2 ! Seismic acceleration response spectrum! Frequency points and Spectrum values for SV vs. freq. tableFREQ,fre(1),fre(2),fre(3),fre(4),fre(5),fre(6),fre(7),fre(8),fre(9)FREQ,fre(10)SV,,a(1),a(2),a(3),a(4),a(5),a(6),a(7),a(8),a(9)SV,,a(10)FINISH!/SOLU!ANTYPE,MODAL ! Mode-frequency analysis!EXPASS,ON!MXPAND,nmode,,,YES,0.0 ! Expand nmode shapes, calculate element stresses !SOLVE!FINIS H/SOLUANTYPE,SPECTRSRSS,0.0,DISP ! Square Root of Sum of Squares Mode combination! with signif=0.0 and displacement solution requested SOLVEFINISH/POST1SET,LIST/INPUT,,mcom!***************EARTHQUAKE X******************ALLSEL,ALLFINISH! Y-方向谱分析Spectrum analysis along Global X-axis direction!!**********************************************!/SOL!!*!ANTYPE,2!!*!MSAVE,0!!*!MODOPT,LANB,NMODE!EQS LV,SPAR!MXPAND,NMODE , , ,1!LUMPM,0!PSTRES,0!!*!MODOPT,LANB,NMODE ,0,0, ,OFF!SOLVE!FINIS H!!**********************************************/SOLULSCLEAR,LSOPTANTYPE,SPECTR ! Spectrum analysisSPOPT,SPRS ! Single point spectrumSED,,1, ! Global Y-axis as spectrum directionSVTYP,2 ! Seismic acceleration response spectrumFREQ! Frequency points and Spectrum values for SV vs. freq. tableFREQ,fre(1),fre(2),fre(3),fre(4),fre(5),fre(6),fre(7),fre(8),fre(9)FREQ,fre(10)SV,,a(1),a(2),a(3),a(4),a(5),a(6),a(7),a(8),a(9)SV,,a(10)SOLVEFINISH!/SOLU!ANTYPE,MODAL ! Mode-frequency analysis!EXPASS,ON!MXPAND,nmode,,,YES,0.0 ! Expand nmode shapes, calculate element stresses!SOLVE!FINIS H/SOLUANTYPE,SPECTRSRSS,0.0,DISP ! Square Root of Sum of Squares Mode combination! with signif=0.0 and displacement solution requestedSOLVEFINISH/POST1SET,LIST/INPUT,,mcom!***************EARTHQUAKE Y******************ALLSEL,ALLFINISH这里在进行X方向的反应谱分析以后，进行Y方向的分析，可是他生成的*.mcom文件如下：/COM,ANSYS RELEASE 8.0 UP20030930 09:28:42 07/23/2005/COM, truss.mcomLCOPER,ZEROLCDEFI,1, 1, 1LCFACT,1, 0.263825E-17LCASE,1LCOPER,SQUARELCDEFI,1, 1, 2LCFACT,1, 8.55778LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 3LCFACT,1, -0.188669E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 4LCFACT,1, -0.871099E-15LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 5LCFACT,1, -0.757013LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 6LCFACT,1, 0.967307E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 7LCFACT,1, 0.533141E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 8LCFACT,1, -0.203699LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 9LCFACT,1, 0.445795E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 10LCFACT,1, -0.387808E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCOPER,SQRT/COM,ANSYS RELEASE 8.0 UP20030930 09:28:42 07/23/2005/COM, truss.mcomLCOPER,SQUARE !注意这里没有清空数据库LCDEFI,1, 1, 1LCFACT,1, 50.7528LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 2LCFACT,1, 0.887017E-14LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 3LCFACT,1, 0.612824E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 4LCFACT,1, -1.96484LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 5LCFACT,1, -0.331613E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 6LCFACT,1, 0.330459E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 7LCFACT,1, 0.366569LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 8LCFACT,1, -0.976991E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 9LCFACT,1, 0.417313E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 10LCFACT,1, 0.401040E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCOPER,SQRT我感觉这样好像是X和Y两个方向地震的叠加，可是如果在座Y方向的地震以前把注释掉的模态分析在做一下这样的Y方向的地震的*.mcom就是：/COM, truss.mcomLCOPER,ZERO !注意这里清空数据库LCDEFI,1, 1, 1LCFACT,1, 50.7528LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 2LCFACT,1, 0.887017E-14LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 3LCFACT,1, 0.612824E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 4LCFACT,1, -1.96484LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 5LCFACT,1, -0.331613E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 6LCFACT,1, 0.330459E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 7LCFACT,1, 0.366569LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 8LCFACT,1, -0.976991E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 9LCFACT,1, 0.417313E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 10LCFACT,1, 0.401040E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCOPER,SQRT如果在X方向后不作Y方向的地震，他的*.mcom：/COM,ANSYS RELEASE 8.0 UP20030930 08:46:23 07/23/2005 /COM, truss.mcomLCOPER,ZEROLCDEFI,1, 1, 1LCFACT,1, 0.263825E-17LCASE,1LCOPER,SQUARELCDEFI,1, 1, 2LCFACT,1, 8.55778LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 3LCFACT,1, -0.188669E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 4LCFACT,1, -0.871099E-15LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 5LCFACT,1, -0.757013LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 6LCFACT,1, 0.967307E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 7LCFACT,1, 0.533141E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 8LCFACT,1, -0.203699LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 9LCFACT,1, 0.445795E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 10LCFACT,1, -0.387808E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCOPER,SQRT可是在X后作Y他不清空数据库，需要进行两次模态分析，这很耗时间对于大型结构，请大家讨论讨论如何处理呢？Re:讨论：ANSYS地震反应谱SRSS分析本人是学土木工程的，平时主要用Patran+Nastran对结构做线性分析，偶尔使用Ansys对结构做地震反应谱分析，但对Ansys的命令流不熟悉。
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二．地震位移谱分析如图所示为一板梁结构，试计算在Y方向地震位移谱作用下的构件响应情况。
板梁结构相关参数见下表所示。
相应谱板梁结构(模型图)进行题目2的分析。
第一步是建立实体模型（如图4），并选择梁单元和壳单元模拟梁和板进行求解。
建此模型并无特别的难处，只要定义关键点正确，还有就是在建模过程当中注意对全局坐标系的运用，很容易就能做出模型。
此题的难点在于对梁和板的分析求解。
进行求解，首先进行的就是模态分析，约束好六条梁，就可以进行模态的分析求解了。
模态分析后，相应的就进行频谱分析，在输入频率和位移后开始运算求解。
此后进行模态扩展分析，最后进行模态合并分析。
分析完后，再对结果进行查看。
通过命令Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution查看节点位移结果、节点等效应力结果（图5）及反作用力结果（图6）。
通过图片我们看清晰的看到梁和板的受力情况及变形情况，在板与梁的连接处，板所受的应力最大，这些地方较容易受到破坏，故可考虑对其进行加固。
而梁主要是中间两层变形较大，所以在设计时应充分考虑材料的选用及直径的大小。
1.指定分析标题1．选取菜单路径Utility Menu | File | Change Jobname，将弹出Change Jobname (修改文件名)对话框。
2．在Enter new jobname (输入新文件名)文本框中输入文字“CH”，为本分析实例的数据库文件名。
单击对话框中的“OK”按钮，完成文件名的修改。
3．选取菜单路径Utility Menu | File | Change Title，将弹出Change Title (修改标题)对话框。
4．在Enter new title (输入新标题)文本框中输入文字“response analysis of a beam-shell structure”，为本分析实例的标题名。
单击对话框中的“OK”按钮，完成对标题名的指定。
2.定义单元类型1．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete，将弹出Element Types (单元类型定义)对话框。
单击对话框中的“ADD…”按钮，将弹出Library of Element Types (单元类型库)对话框。
2．在左边的滚动框中单击“Structural Shell”，选择结构壳单元类型。
在右边的滚动框中单击“Elastic 4node 63”，使其高亮度显示，选择4 节点弹性壳单元。
在对话框中单击“APPLY”按钮，完成对这种单元的定义。
3．接着继续在Library of Element Types (单元类型库)对话框的左边滚动框中单击“Structural Beam”，在右边的滚动框中单击“3D elastic 4”，使其高亮度显示，选择3 维弹性梁单元。
单击对话框中的“OK”按钮，完成单元定义并关闭Library of Element Types (单元类型库)对话框。
单击Element Types (单元类型定义)对话框中的“CLOSE“按钮，关闭对话框中，完成单元类型的定义。
3.定义单元实常数1．选取菜单途径Main Menu | Preprocessor | Real Constants，将弹出Real Constants (实常数定义)对话框。
单击对话框中的“ADD…”按钮，将弹出Element Type for Real Constants (选择定义实常数的单元类型)对话框。
2．在选择单元类型列表框中，单击“Type 1 SHELL63”使其高亮度显示，选择第一类单元SHELL63。
然后单击该对话框中的“OK”按钮，将弹出Real Constant Set Number1,for SHELL63 (为SHELL63 单元定义实常数) 对话框。
3．在对话框中的Shell thickness at node I TK(I) (壳的厚度)文本框中输入2E-3，定义板壳的厚度为2E-3 m。
4．其余参数保持缺省。
单击按钮，关闭Real Constants Set Number 1，for SHELL63(单元SHELL63 的实常数定义)对话框。
完成对单元SHELL63 实常数的定义。
5．重复步骤2 的过程，在弹出的Element Type for Real Constants (选择定义实常数的单元类型)对话框的列表框中单击“Type 2 BEAM4”，使其高亮度显示。
然后单击按钮，将弹出Real Constant Set Number 2,for BEAM4 (为BEAM4 单元定义实常数) 对话框。
6．在对话框中的文本框中分别输入下列数据：AREA 为1.2E-5，IZZ 和IYY 分别为16E-12，9E-12, TKZ和TKY分别为3E-3,4E-3。
7．单击“OK”按钮，关闭Real Constant Set Number 2,for BEAM4 (为BEAM4 单元定义实常数)对话框。
单击“CLOSE”按钮，关闭对话框。
4.指定材料特性1．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Material Props | Material Models，将弹出Define Material Model Behavior (材料模型定义)对话框。
2．依次双击Structural， Linear ，Elastic 和Isotropic，将弹出1 号材料的弹性模量EX 和泊松比PRXY 的定义对话框。
3．在图15.11 的EX文本框中输入2.2E11，PRXY文本框中输入0.3。
定义材料的弹性模量为2.2E11 N/m2，泊松比为0.3。
单击“OK”按钮，关闭对话框。
4．接着双击Density(见图15.10)，弹出Density for Material Number 1 (1 号材料密度定义)对话框。
5．在DENS文本框中输入7.8E3，设定1 号材料密度为7.8E3 Kg/m3。
单击“OK”按钮，完成密度定义。
选取路径Material | Exit，完成对材料模型的定义。
6．单击ANSYS6.1 的ANSYS Toolbar (工具条)上的“SAVE”按钮，保存数据库文件5.建立梁有限元模型1．选取路径路径Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | Keypoints | In Active CS，将弹出Create Keypoints in Active Coordinate System (根据坐标创建关键点)对话框。
2．在对话框中，输入Keypoint number (关键点号)为1，X,Y,Z 位置分别为0，0，0。
可用Tab 键在输入区之间移动单击按钮，完成关键点1 的定义。
3．对下面的关键点及X,Y,Z 位置重复这一过程：关键点2：0，0，0.5关键点3：0，0，1.0关键点4：0，0，1.5输入完最后一个关键点后，单击“OK”按钮。
图形输出窗口将显示刚创建的各个关键点。
4．选取菜单路径Utility Menu | PlotCtrls | Pan ZoomRotate，将会弹出ANSYS6.1 提供的Pan-Zoom-Rotate (平移-缩放-转动)对话框。
5．单击对话框中的“BOT”按钮，改变图形输出窗口中的视图方向，以便看出建立的四个节点的位置。
6．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Modeling | Create | Lines | Lines | Straightline，将弹出Create Straight Line (创建直线)拾取对话框。
7．在图形窗口中单击关键点1、2 创建直线L1。
然后依次单击关键点2、3 和关键点3、4，创建直线L2，L3。
8．选取菜单路径Utility Menu | PlotCtrls | Numbering，将弹出Plot Numbering Controls(序号显示控制)对话框。
9．在Plot Numbering Controls (序号显示控制)对话框中单击Keypoint numbers 关键点序号()、Line numbers (线的序号)和Area numbers (面的序号)所对应的复选框，使其变为“On”，然后单击对话框中的“OK”按钮关闭对话框。
10．选取菜单路径Utility Menu | Multi-Plots，对图形输出窗口中的所建几何模型根据前面的设置重新显示。
11．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Meshing |MeshTool，将弹出Mesh Tool (网格划分工具)对话框。
12．单击对话框中的单元属性设置区中的下拉框中的Lines，选定设置对象为线。
然后单击右边的“SET”按钮，将弹出线属性设置拾取对话框，单击其中的“PICK ALL”按钮。
将会弹出Line Attributes (线单元属性设置)对话框。
13．单击对话框中的Material number (材料序号)下拉框，Real constant set number (实常数序号)和Element type number(单元序号)下拉框，将其分别设置为：Material number 为1，Real constant set number 为2，Element type number 为2BEAM4。
单击对话框中的“OK”按钮关闭对话框，完成对线单元属性的设置。
14．在Mesh Tool (网格划分工具)对话框中的Size Controls (尺寸控制)区中，单击线单元的“SET”按钮，将弹出Element Sizes on Picked Lines (选定线的单元尺寸定义) 拾取对话框。
单击对话框中的“PICK ALL”按钮，将弹出Element Sizes on Picked Lines (选定线的单元尺寸) 定义对话框。
15．在对话框中的No. of element divisions (分割单元数)文本框中输入“6”，定义在选定的每条线上将划分6 个单元。
单击“OK”按钮关闭对话框，完成对所选线单元尺寸的设置。
16．在网格划分工具对话框中，单击Mesh 下拉框中的Lines，选定分网对象是线。
然后，单击对话框中的“MESH”按钮，将会弹出Lines Mesh (对创建的线进行分网)拾取对话框。
单击对话框中的“PICK ALL”按钮，选定所有创建的线进行分网。
17．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Modeling | Copy | Lines ，将弹出CopyLines (线拷贝)拾取对话框。