ANSYS谱分析的实例——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 3

2.板壳：

厚度=2e-3m

3.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

1GUI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>Element Type>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。单击OK，关闭Real Constants for Shell63

对话框。

5、重复2、过程。

6、选择2号单元，单击OK，弹出Real Constants for Beam4对话框。

7、分别输入下列数据：AREA为1.6E-5，IZZ和IYY均为21.333E-12，TKZTKY均为4E-3。单击OK，关闭Real Constants for Beam4对话框。

8、单击Close，关闭Real Constants对话框。

第4步：指定材料性能

1、选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Constant-Isotropic，弹出Isotropic Material Properties对话框。

2、指定材料号为1，单击OK弹出第二个对话框。

3、输入EX为2e11。

4、输入DENS为7.8e3。

5、输入NUXY为0.3。

6、单击OK。

第5 步：建立有限元模型

（过程省略。此时，完成了几何模型的建立、单元划分网格和施加边界条件。）

第6步：模态求解

1、选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis，弹出New Analysis对话框。

2、选择Modal，然后单击OK。

3、选取菜单途径Main Menu>Solution>Analysis Options，弹出Modal Analysis对话框。

4、选中Subspace模态提取法。

5、在No. of modes to extract处输入10(模态提取数目)。

6、单击OK，弹出Subspace Modal Analysis对话框。单击OK接受缺省值。

7、选取菜单途径Main Menu > Solution >-Solve-Current LS。弹出Solve Current Load Step对话框，同时弹出/STAT Command窗口。

8、仔细阅读/STAT Command窗口中的信息，然后单击Close关闭/STAT Command窗口。

9、单击Solve Current Load Step对话框中的OK，开始求解计算。

10、当求解结束时，弹出“Solution is done！”对话框，关闭之。

第7步获得谱解

1、选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis，弹出New Analysis对话框。同时弹出警告对话框“Changing the analysis type is only valid within the first load step. Pressing OK will cause you to exit and re-enter SOLUTION. This will

reset load step count to 1.”，单击CLOSE关闭警告对话框。

2、选择Spectrum，然后单击OK。

3、选取菜单途径Main Menu > Solution > Analysis Options，弹

出Spectrum Analysis对话框。

4、选择缺省的谱分析类型Single-pt resp(单点响应谱)，输入10为求解

的模态数。

5、单击单元应力计算选择按钮，指定为YES。单击OK键，关闭Spectrum Analysis对话框。

6、选取菜单途径Main Menu > Solution > -Load Step Opts-Spectrum > -Single-Point-Settings。弹出Setting for Single-Point Response Spectrum(单点响应谱选项设置)对话框。

7、选择响应谱类型中的“Seismic displ ac”。

8、激励方向SEDX,SEDY,SED分别输入0,1,0。然后，单击OK键。

9、选取菜单途径Main Menu > Solution > -Load Step Opts-Spectrum > -Single-Point-Freq Table，弹出Frequency Table（频率-

谱值表中）频率输入对话框。

10、依次输入0.5、1.0、2.4、3.8、17、18、20和32给FREQ1、

FREQ2、……和FREQ8，然后单击OK。