ANSYS地震时程分析
ANSYS地震分析实例
ANSYS地震分析实例
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碰到的题目。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) 地震反应谱输进
(d) 地震时程输进
(e) 时程动力分析
(1) 在ANSYS窗口顶部静态菜单,进进Parameters菜单,选择Scalar Parameters选项,在输进窗口中填进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,进进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) 下面输进材料参数,进进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,输进材料的弹性模量EX和泊松比PRXY分别为210E9和0.3。
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。
关于ANSYS地震响应分析的一些讨论剖析
地震响应分析
1模态组合就是根据模态分析中的几阶振型(也可以少于这几阶,看你要求的精度)进行组合(类似于结构最不利组合),从而求出地震响应的最大值。
2组合各振型反应的最大值,求得结构地震响应的最大值。
这个问题在论坛上已经有很多人问过,也有各种各样的回答,但是至今没有令人满意的解答。我自己试过很多种方法,加上论坛上其他人提到的方法,大致归类如下:
1.先做静力恒载工况分析,打开预应力pstres开关;然后转到时程分析。
结果:恒载对后面的时程计算不起作用,时程计算依然从0开始。
2.直接在antype,trans中考虑恒载:先把timint,off加acel,,9.81,打开应力刚化,sstif,on,lswrite,1,然后timint,on开始时程计算。
结果:恒载9.81起作用了,但结果是错的,它被积分了。
3.不用什么前处理,直接把9.81加在地震波上acel,9.81+ac(i)。
结果,同2,9.81带入了积分,这个9.81相当于阶跃荷载,而不是产生恒载。
4.ansys帮助中施加初始加速度的方法(篇幅限制请自己看帮助)。
结果,同2、3,9.81还是带进时间积分。
5.这种是我受到别人的启发,通过结构受ramp荷载的特点施加的,可以近似的解决问题。
即1)求出结构的自振一阶频率w
2)令tr=1/w
3 定义ramp荷载为从0到tr加到9.81,然后在整个时间积分中保持不变
4)antype,trans中分几个荷载步将荷载从0加到9.81
5 在随后的荷载步中acel,,9.81+ac(i)
这种做法虽然也是将9.81++加到地震波中,但是因为满足TR的要求,所以这个动力效应被削弱到了静力效应,它作用在结构上就像静载一样。对于单自由度结构理论上跟静载是完全一样的,但是多自由度会子静力效应上下很小的范围内波动,所以可以认为相当于静载的作用,这样我们就可以达到考虑恒载的目的了。
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。
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
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。
一种在ANSYS中实现颤振时程分析的方法
一种在ANSYS中实现颤振时程分析的方法颤振时程分析是结构工程中的重要分析方法,用于研究结构在外部激
励下可能出现的颤振现象。在ANSYS软件中,可以通过以下方法来实现颤
振时程分析。
1.定义结构模型:在ANSYS中,首先需要使用几何建模工具创建结构
模型。可以使用ANSYS提供的几何建模工具,也可以使用外部CAD软件导
入模型。在建模过程中,要确保模型的精度和准确性。
2.设置物理属性:在ANSYS中,需要为结构模型定义材料属性和边界
条件。将材料属性分配给结构的各个部分,包括弹性模量、泊松比和密度等。同时,也需要定义边界条件,例如约束和荷载等。
3.定义颤振激励:颤振时程分析需要定义一个与时间有关的激励。可
以是脉冲、周期性加载或随机加载等。根据实际情况,选择合适的激励方式,并为其定义参数,例如加载时间、幅度和频率等。
4. 设置分析类型:在ANSYS中,可以选择不同的分析类型来进行颤
振时程分析。其中一种常用的方法是模态超级位置法(Modal Superposition Method)。这种方法假设结构响应是由若干模态形式的振
动叠加而成,通过对结构模态进行线性叠加,得到结构响应。
5.求解:在ANSYS中,通过设置分析类型、加载条件和求解器等参数,进行求解。求解过程将获得结构的时程响应结果。该结果包括结构的位移、速度和加速度等。
6.结果分析:在求解完成后,可以使用ANSYS提供的后处理工具来分
析结果。可以绘制结构的位移、速度和加速度随时间变化的曲线。可以评
估颤振时程分析的结果是否满足设计要求,如结构是否出现颤振现象。
ANSYS Example02地震分析算例 (ANSYS)
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
ansys地震时程分析
在ANSYS里做地震分析时,需要对结构施加地震惯性荷载,地震惯性力是通过加速度的方式输入进结构的,然后与结构的质量一起形成动力计算时的惯性荷载,下面说一下在ANSYS 里施加地震惯性力的方法。
首先,将三个方向的地震加速度放到一个文本文件里,如accexyz.txt,在这个数据文件里共放三列数据,每列为一个方向的地震加速度值,这里仅给出数据文件中前几行的数据:-0.227109E-02 -0.209046E+00 0.467072E+01
-0.413893E-02 -0.168195E+00 0.261523E+01
-0.574753E-02 -0.157890E+00 0.809014E-01
-0.731227E-02 -0.152996E+00 0.119975E+01
-0.876865E-02 -0.138102E+00 0.130902E+01
-0.101067E-01 -0.131582E+00 0.143611E+00 .......................
然后,再建一个文本文件用来存放三个方向的地震加速度时间点,如time.txt,在这个数据文件里仅一列数据,对应于加速度数据文件里每一行的时间点,这里给出数据文件中前几行数据:
0.100000E-01
0.200000E-01
0.300000E-01
0.400000E-01
0.500000E-01
0.600000E-01
.......................
编写如下的命令流文件,并命名为acce.inp
*dim,ACCEXYZ,TABLE,2000,3 !01行
ANSYS地震力分析之时程分析
ANSYS地震力分析之时程分析
我们知道反应谱分析法是现代抗震设计的基本理论,它能反映出结构在不同自振周期和阻尼比下的最大反应,也就是在给定地震加速度时间过程下,粘滞阻尼体系的最大反应相对于自振周期和阻尼系数的函数关系。
但是反应谱分析中要用来地震参数,如地震动反应谱值受人为因素影响太大。而且,反应谱分析仅能给出结构各振型反应的最大值,而丢失了与最大值有关且对振型组合又非常重要的信息,如结构位移(或应力、弯矩)最大值发生的时间及其正负号,使得各振型最大值的组合陷入困境。所以,反应谱方法在实际分析中依然存在较大的误差。
国外相关试验研究也做出了总结,认为:
1)模态分析可以获得比较准确的自然频率和振型;
2)对于应力应变只能定性的分析应力危险区和应变过大区域,不能定量的分析;但是可以为产品的初期设计提供改善依据和参考;
利用ANSYS计算地震力除了反应谱分析法之外还有时间历程响应分析法。
时间历程响应理论的分析方法是通过输入对应于工程场地的若干条地震加速度记录或人工加速度时程曲线,通过积分运算求得在地面加速度随时间变化期间结构的内力和变形状态随时间变化的全过程,并以此进行结构构件的界面抗震承载力验算和变形验算。而且时间历程方法的另一个特点就是能够进行非线性的动力学性能分析,虽然在分析计算中将消耗大量的时间,但弥补了反应谱理论的
缺陷和不足。
在框架地震力分析中,步骤分为以下几个步骤:
1)建立模型
2)加边界条件
3)静力分析
4)模态分析
5)地震时程分析
一、静力分析
①施加重力加速度
acel,0.-9.8
②施加均布于梁上的压力
在ANSYS中实现颤振时程分析的方法_华旭刚
1 颤振时程分析有限元模型
桥梁结构在气流中的运动方程为
¨
MX + CX + K X = Fse
( 1)
式中: M 、C、K 分别为结构的质量矩阵、阻尼矩阵和
第 4 期 华旭刚, 等: 在 ANSYS 中实现颤振时程分析的方法 3 3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
·¨
刚度矩阵; X、X、X分别为结构的位移、速度和加速 度向量; Fse为自激力向量。
元的刚度矩阵和阻尼矩阵分别为
K e1 = -
2K
e ae
,
Ce1 = -
2C
e ae
( 5)
2 A N SY S 中颤振时程分析实现过程
在进行颤振时程分析时, 必须先给结构一个初 始激励, 再求解结构在该初始激励下的时程响应。对 于自激振动系统, 系统的特征量, 如频率和对数衰减 率由系统的物理参数决定, 与初值无关。笔者颤振时 程分析时, 假定桥面主梁节点的竖向速度为 1。
摘 要: 提出了一种在 ANSYS 中实现颤振时程分析的有限元模型和分析方法。该模型采用 M AT RIX27 单元来模拟桥面主梁受到的自激力, 依据刚度和阻尼等效的原则, 推导了该单元的刚度矩 阵、阻尼矩阵与颤振导数之间的关系, 然后对整个系统的运动方程进行数值积分来确定系统的响 应, 通过位移时程曲线来判断结构的颤振稳定性。最后, 以一简支梁为例介绍了在 ANSYS 中颤振 时程分析实现的过程, 其分析结果与精确解、频域分析结果吻合很好。 关键词: 颤振; 时程分析; ANSYS 中图分类号: U441 文献标识码: A
基于ANSYS的框架结构地震分析教程(静力分析+模态分析+反应谱分析+LS-DYNA时程分析)
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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_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。
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。
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。
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在ANSYS里做地震分析时,需要对结构施加地震惯性荷载,地震惯性力是通过加速度的方式输入进结构的,然后与结构的质量一起形成动力计算时的惯性荷载,下面说一下在ANSYS 里施加地震惯性力的方法。
首先,将三个方向的地震加速度放到一个文本文件里,如accexyz.txt,在这个数据文件里共放三列数据,每列为一个方向的地震加速度值,这里仅给出数据文件中前几行的数据:-0.227109E-02 -0.209046E+00 0.467072E+01
-0.413893E-02 -0.168195E+00 0.261523E+01
-0.574753E-02 -0.157890E+00 0.809014E-01
-0.731227E-02 -0.152996E+00 0.119975E+01
-0.876865E-02 -0.138102E+00 0.130902E+01
-0.101067E-01 -0.131582E+00 0.143611E+00 .......................
然后,再建一个文本文件用来存放三个方向的地震加速度时间点,如time.txt,在这个数据文件里仅一列数据,对应于加速度数据文件里每一行的时间点,这里给出数据文件中前几行数据:
0.100000E-01
0.200000E-01
0.300000E-01
0.400000E-01
0.500000E-01
0.600000E-01
.......................
编写如下的命令流文件,并命名为acce.inp
*dim,ACCEXYZ,TABLE,2000,3 !01行
*vread,ACCEXYZ(1,1),accexyz,txt,,JIK,3,2000 !02行(3e16.6) !03行
*vread,ACCEXYZ(1,0),time,txt !04行
(e16.6) !05行
ACCEXYZ(0,1)=1 !06行
ACCEXYZ(0,2)=2 !07行,同上
ACCEXYZ(0,3)=3 !08行,同上
finish
/SOLU
ANTYPE,trans
btime=0.01 !定义计算起始时间
etime=15.00 !定义计算结束时间
dtime=0.01 !定义计算时间步长
*DO,itime,btime,etime,dtime
time,itime
AUTOTS,0
NSUBST,1, , ,1
KBC,1
acel,ACCEXYZ(itime,1),ACCEXYZ(itime,2),ACCEXYZ(itime,3) !施加三个方向的地震加速度SOLVE
*ENDDO
最后,在命令窗口里输入/input,acce,inp即可对结构进行地震动力分析。
说明和讨论:
1、命令流中各行说明:
01行:定义2000行,3列的数组,(行数根据数据文件里加速度点数来定)ACCEXYZ用来存放三个方向的加速度值
02行:从数据文件accexyz.txt里读加速度值到数组ACCEXYZ,2000为行数,可根据情况修改。其中的JIK,3,2000非常重要,它决定着将从加速度数据文件中数据输入到ACCEXYZ数组时的存放格式,这里用到按JIK方式变化,即读进来的数据依次放入ACCEXYZ(I,J)(J从1到3,I从1到2000,K默认从1到1)。根据这行命令下面(3e16.6)的格式,每次从数据文件里读一行三个数据,分别放入ACCEXYZ(1,1)、ACCEXYZ(1,2)、ACCEXYZ(1,3),接着再读下一行的三个数据,分别放入ACCEXYZ(2,1)、ACCEXYZ(2,2)、ACCEXYZ(2,3),依次类推。当然依据数据文件的格式,也可以选用IJK, IKJ, JIK, JKI, KIJ, KJI等格式,其中IJK为默认。
03行:读数据的格式,每行三个数值。由于数据文件中的数据是用科学记数年法表示的,因此,这里也用相应FORTRAN的科学记数法的格式。如果数据文件里的数值是如“0.2876 1.2333 2.9938”这样的格式,此行的数据格式也就修改为“(3f10.4)”这样的格式。
04行:从数据文件time.txt里读时间值到数组ACCEXYZ的第零列
06行:将数组ACCEXYZ的第零行赋值,如果不对行插值的话也可以不赋值
2、ANSYS中施加地震动荷载的讨论