动载荷作用下的结构动力响应分析

在动载荷作用下的结构动力响应分析

一、问题的突出

1.求钢结构的动力学响应

2.结构及载荷数据

立柱间距长180，宽120；顶距

地面180

E=200GPa,v=0.3,p=7800kg/m3

A=100kg, w=20π

二、有限单元模型建立

1.单元类型选择以及截面性质定义

FINISH

/CLE

/PREP7

ET,1,BEAM188

mp,ex,1,200e9

mp,nuxy,1,0.3

mp,dens,1,7800

!截面1

sectype,1,beam,I

secoffset,cent

secdata,0.12,0.12,0.1212,0.00605,

0.00605,0.0039

!截面2

sectype,2,beam,I

secoffset,cent

secdata,0.06535,0.06535,0.0805,0.00465,0.00465,0.00285

!截面3

sectype,3,beam, HREC

secoffset,cent

secdata,0.06,0.06,0.0025,0.0025,0.0025,0.0025

选择Y方向为立柱方向，通过由下向上建模即由关键点到线。k,1,

k,2,1.8

k,3,1.8,,1.2

k,4,,,1.2

k,5,,1.5

k,6,1.8,1.5

k,7,1.8,1.5,1.2

k,8,,1.5,1.2

l,1,5

l,2,6

l,3,7

l,4,8

k,9,1.8/2,1.8,1.2/2

l,9,5

l,9,6

l,9,7

l,9,8

l,5,8

l,8,7

l,7,6

l,6,5

3.对于不同的杆赋予不同的截面性质，并进行网格划分

lsel,s,,,1,4,1

lplot

lesize,all,0.04

secnum,1

lmesh,all

lsel,s,,,9,12

lplot

lesize,all,0.04

secnum,2

lmesh,all

lsel,s,,,5,8,1

lplot

lesize,all,0.04

secnum,3

lmesh,all

选择Y=0位置的关键点，

将四个角全部约束。allsel,all,all

ksel,s,loc,y,0

dk,all,all

allsel,all,all

5.进入瞬态分析选项，设

置时间载荷步和输出相关

选项。

/solu

antype,4

outres,all,all TRNOPT,FULL

TIME,0.4

DELTIM,0.01,0.001,0.05

6.定义加载函数funtion。（1）在ansys主菜单选Parameters-Funtion-Def ine/Edit进入函数编辑器，输入加载的函数如图所示。然后保存函数。

（2）选择图中的GRAPH可

以对加载函数进行绘制。

注意选择X的范围和描绘

的点数，否则得到的函数

图形不合理,X的范围应该

在一两个周期范围内，不

T=2π/W=2π/20π=0.1

图中可以看出载荷函数的周期也为0.1 7.加载（选择函数加载）

（1）首先读入载荷的函数文件在ansys

主菜单选Parameters-Funtion-Read

from file中选择定义的载荷函数文件，

并取名字为LOAD。

（2）选择顶点进行函数加载。

fk,9,fy,%load%

(3)求解solve

三、时间后处理器查看结果

顶点Y方向的位移时间图形

/POST26

ksel,s,,,9

nslk,S

NSOL,2,304,U,Y, UY_2,

XVAR,1

PLVAR,2

结论：

图中可以看出顶点Y方向位移响应的周期T=0.1s,而外载荷的周期也为T=2π/W=0.1. 在正弦周期载荷的作用下，结构的响应频率和外载荷的频率是一致的。