用ANSYS进行桥梁结构分析..(优选.)
用ANSYS对T梁和空心板梁桥进行结构仿真分析的研究
V ol121 N o16公 路 交 通 科 技2004年6月JOURNA L OF HIGHWAY AND TRANSPORT ATION RESEARCH AND DEVE LOPMENT文章编号:1002Ο0268(2004)06Ο0069Ο04用ANSYS对T梁和空心板梁桥进行结构仿真分析的研究吴 炜1,翁 洋2,吕建鸣1(11交通部公路科学研究所,北京 100088;21杭州市公路管理局,浙江 杭州 310004)摘要:本文介绍桥梁三维造型系统Bridge3D软件和大型通用有限元软件ANSY S的接口程序的开发。
用接口程序能够将Bridge3D中的桥梁参数转换成用ANSY S进行结构三维仿真分析的三维实体单元结点数据,并对T梁桥和空心板梁桥进行全桥空间仿真分析。
通过ANSY S的计算结果与荷载横向分布理论的计算结果相比较,分析与讨论了简支T梁桥和空心板梁桥荷载横向分布计算方法的适用性及其精确性问题。
关键词:荷载横向分布;T梁桥和空心板梁桥;有限元;三维实体单元中图分类号:U4481212 文献标识码:AStudy on Simulation of TΟshaped Beam and Hollow Slab Bridge by ANSYSWU Wei1,WENG Yang2,LV JianΟming1(11Research Institute of Highway,M OC,Beijing 100088,China;21Hangzhou R oad Management Bureau,Zhejiang Hangzhou 310004,China)Abstract:An interchange program combines Bridge3D with ANSY S will be introduced in this paper1The interchange program can trans2 form the parameter in formation of Bridge3D into the in formation of element and node for structure simulation analysis with ANSY S1S ome numerical results from ANSY S are com pared with these from transverse distribution of load theory to reflect the applicability and accuracy of transverse distribution of load theory of TΟshaped beam bridge and hollow slab bridge1K ey words:T ransverse distribution of load;TΟshaped beam bridge and hollow slab bridge;Finite element;3ΟDimΟelement0 引言荷载横向分布在梁桥设计中是一个重要的概念,它有效的将梁桥设计中的空间问题简化成平面问题,为梁桥设计提供了方便。
基于ANSYS 的连续刚构桥分析(操作篇 )
目录一、工程背景 (1)二、工程模型 (1)三、ANSYS分析 (2)(一)前处理 (2)(1)定义单元类型 (2)(2)定义材料属性 (3)(3)建立工程简化模型 (3)(4)有限元网格划分 (5)(二)模态分析 (5)(1)选择求解类型 (5)(2)建立边界条件 (6)(3)输出设置 (6)(4)求解 (6)(5)读取结果 (6)(6)结果分析 (8)(三)结构试验载荷分析 (8)(1)第二跨跨中模拟车载分析 (8)(2)边跨跨中模拟车载分析 (9)四、结果分析与强度校核 (10)(一)结果分析 (10)(二)简单强度校核 (10)参考文献 (11)连续刚构桥分析一、工程背景：随着我国经济的发展，对交通运输的要求也不断提高；高速路，高铁线等遍布全国，这就免不了要架桥修路。
截至2014年年底，我国公路桥梁总数已达75.71万座，4257.89万延米i。
进百万的桥梁屹立在我国交通线上，其安全便是头等大事。
随着交通运输线的再扩大，连续刚构桥跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低等优点将被广泛应用。
二、工程模型：现有某预应力混凝土连续刚构桥，桥梁全长为184m，宽13m，其中车行道宽11.5m，两侧防撞栏杆各0.75m主梁采用C50混凝土。
桥梁设计载荷为公路—— 级。
图2-1桥梁侧立面图上部结构为48m+88m+48m三跨预应力混凝土边界面连续箱梁。
箱梁为单箱双室箱形截面，箱梁根部高5m，中跨梁高2.2m，边跨梁端高2.2m。
箱梁顶板宽12.7m,底板宽8.7m,翼缘板悬臂长2.0m，箱梁高度从距墩中心3.0m处到跨中合龙段处按二次抛物线变化。
0号至3号块长3m（4x3m)，4、5号块长3.5m(2x3.5m)，6号块到合龙段长4m(6x4m)，合龙段长2m。
边跨端部设1.5m横隔板，墩顶0号块设两道厚1.2m横隔板。
0号块范围内箱梁底板厚度为0.90m，1号块范围内底板厚度由0.90m线性变化到0.557m，2号块到合龙段范围内底板厚度由0.557m 线性变化到0.3m。
ANSYS桥梁工程应用实例分析(详细)(图文)
本章介绍桥梁结构的模拟分析。
桥梁是一种重要的工程结构，精确分析桥梁结构在各种受力方式下的响应有较大的工程价值。
模拟不同类型的桥梁需要不同的建模方法，分析内容包括静力分析、动荷载响应分析、施工过程分析等等。
在本章中着重介绍桁架桥、刚架桥和斜拉桥三种类型桥梁。
内容 提要 第6章 ANSYS 桥梁工程应用实例分析本章重点结构分析具体步骤结构静力分析 桁架结构建模方法 结构模态分析本章典型效果图6.1 引言ANSYS通用有限元软件在土木工程应用分析中可发挥巨大的作用。
我们用它来分析桥梁工程结构,可以很好的模拟各种类型桥梁的受力、施工工况、动荷载的耦合等。
ANSYS程序有丰富的单元库和材料库,几乎可以仿真模拟出任何形式的桥梁。
静力分析中,可以较精确的反应出结构的变形、应力分布、内力情况等；动力分析中,也可精确的表达结构的自振频率、振型、荷载耦合、时程响应等特性。
利用有限元软件对桥梁结构进行全桥模拟分析,可以得出较准确的分析结果。
本章介绍桥梁结构的模拟分析。
作为一种重要的工程结构,桥梁的精确分析具有较大的工程价值。
桥梁的种类繁多,如梁桥、拱桥、钢构桥、悬索桥、斜拉桥等等,不同类型的桥梁可以采用不同的建模方法。
桥梁的分析内容又包括静力分析、施工过程模拟、动荷载响应分析等。
可以看出桥梁的整体分析过程比较复杂。
总体上来说,主要的模拟分析过程如下:(1) 根据计算数据,选择合适的单元和材料,建立准确的桥梁有限元模型。
(2) 施加静力或者动力荷载,选择适当的边界条件。
(3) 根据分析问题的不同,选择合适的求解器进行求解。
(4) 在后处理器中观察计算结果。
(5) 如有需要,调整模型或者荷载条件,重新分析计算。
桥梁的种类和分析内容众多,不同类型桥梁的的分析过程有所不同,分析侧重点也不一样。
在这里仅仅给出大致的分析过程,具体内容还要看具体实例的情况。
6.2 典型桥梁分析模拟过程6.2.1 创建物理环境建立桥梁模型之前必须对工作环境进行一系列的设置。
(完整word版)基于ANSYS的连续刚构桥分析(操作篇)
目录一、工程背景 (1)二、工程模型 (1)三、ANSYS分析 (2)（一)前处理 (2)(1）定义单元类型 (2)(2）定义材料属性 (3)（3)建立工程简化模型 (3)(4）有限元网格划分 (5)(二)模态分析 (5)（1)选择求解类型 (5)（2)建立边界条件 (6)(3)输出设置 (6)(4)求解 (6)（5）读取结果 (6)(6）结果分析 (8)（三）结构试验载荷分析 (8)(1）第二跨跨中模拟车载分析 (8)(2）边跨跨中模拟车载分析 (9)四、结果分析与强度校核 (10)（一）结果分析 (10)（二）简单强度校核 (10)参考文献 (11)连续刚构桥分析一、工程背景：随着我国经济的发展，对交通运输的要求也不断提高；高速路，高铁线等遍布全国,这就免不了要架桥修路.截至2014年年底，我国公路桥梁总数已达75.71万座，4257.89万延米i。
进百万的桥梁屹立在我国交通线上，其安全便是头等大事.随着交通运输线的再扩大，连续刚构桥跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低等优点将被广泛应用。
二、工程模型:现有某预应力混凝土连续刚构桥,桥梁全长为184m,宽13m,其中车行道宽11.5m，两侧防撞栏杆各0。
75m主梁采用C50混凝土。
桥梁设计载荷为公路-- 级。
图2—1桥梁侧立面图上部结构为48m+88m+48m三跨预应力混凝土边界面连续箱梁。
箱梁为单箱双室箱形截面，箱梁根部高5m,中跨梁高2.2m,边跨梁端高2。
2m。
箱梁顶板宽12。
7m,底板宽8.7m，翼缘板悬臂长2。
0m，箱梁高度从距墩中心3。
0m处到跨中合龙段处按二次抛物线变化。
0号至3号块长3m（4x3m），4、5号块长3。
5m（2x3。
5m）,6号块到合龙段长4m（6x4m），合龙段长2m。
边跨端部设1。
5m横隔板，墩顶0号块设两道厚1。
2m横隔板。
0号块范围内箱梁底板厚度为0。
90m,1号块范围内底板厚度由0.90m线性变化到0.557m，2号块到合龙段范围内底板厚度由0.557m线性变化到0。
ANSYS在桥梁分析中的应用--高阶--专题
重庆交通大学桥梁系 王小松 博士/副教授 2009年11月
内容 1. 梁单元截面的定义 2. 斜支座的处理 3. 耦合与约束方程 4. 拉索的模拟 5. 计算影响线 6. 特征值分析 7. 线弹性稳定分析
1. 梁单元截面的定义
ECS in Section
4. 拉索的模拟
Link8与Link10
选择谁？
Link8 ----空间桁架单元
Link10----空间单向受拉（受压）单元
4. 拉索的模拟
Link8与Link10
l N l EA
R,2,1,0.001,
5. 计算影响线
FINISH 建模 /CLEAR,START /PREP7 ET,1,4 R,1,2.3355,1.936,2.0,1,1, , RMORE, ,1, , , ,3800, MP,EX, 1,35E9 MP,PRXY, 1,0.1667 MP,DENS,1,2600 TYPE,1 MAT,1
MP,EX,1,210e9 MP,PRXY,1,0.3 MP,DENS,1,7800 TYPE,1 MAT,1
~SATIN,Beam188section,sat,'D:\ANSYS WorkSpace\ANSYS Lecture',SOLIDS,0 !~SATIN,S1, SAT
1. 梁单元截面的定义
5. 计算影响线
提取结果
5. 计算影响线
结果
6. 特征值分析
控制方程
K M 0
2
f 2
K M
K KE K G
6. 特征值ห้องสมุดไป่ตู้析
基于ANSYS的桥梁有限元分析解读
目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1 论文选题的背景和意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 论文的研究内容和结构安排 (5)第2章有限元法和ANSYS软件简介 (6)2.1 有限元法 (6)2.1.1 有限元法简介 (6)2.1.2 有限元法的基本思想 (7)2.1.3 有限元常用术语 (7)2.1.4 有限元法分析的基本过程 (8)2.1.5 有限元法的发展趋势 (9)2.2 ANSYS软件简介 (10)2.2.1 ANSYS的发展 (10)2.2.2 ANSYS功能简介 (10)2.2.3 ANSYS的特点 (11)2.2.4 ANSYS在机械领域的应用 (12)第3章线性静力学分析和模态分析 (13)3.1 静力学分析 (13)3.1.1 静力分析的定义 (13)3.1.2 静力分析所用单元类型 (14)3.1.3 线性静力分析的基本步骤 (14)3.2 模态分析 (15)3.2.1 动力学分析的定义 (15)3.2.2 动力学分析的重要性 (16)3.2.3 模态分析介绍 (16)第4章钢桁架桥梁结构ANSYS分析 (18)4.1 桁架桥的静力分析 (18)4.1.1 问题描述 (18)4.1.2 建立模型 (19)4.1.3 施加边界条件和载荷 (24)4.1.4 求解 (26)4.1.5 查看计算结果 (26)4.2 桁架桥的模态分析 (29)4.2.1 求解 (29)4.2.2 查看计算结果 (30)4.2.3 钢桁架桥的共振问题 (34)4.3 桁架桥结构的优化设计 (34)总结 (41)致谢 (42)参考文献 (43)引言桁架常用来增加结构的强度，许多人都熟悉用于桥梁非常精巧的叉支撑系统。
桁架撑杆增强吊桥塔使其不致失稳的作用是不易被忽视的，但在大部分这类桥梁上，垂直的桁架缀板对桥面抗弯曲和扭转变形能力的增强作用，却不是每个人都会注意到的。
1940年11月7日，华盛顿塔科马的照相机商店的巴尼·埃利欧特（Barney Elliott）拍摄了一部影片，许多读者或许看到过这部很著名的影片：那天狂风速度高达42英里/小时，致使塔科马纽约湾海峡吊桥连续不断地出现蔚为壮观的波浪状起伏，最终导致该桥的坍塌。
简单桁架桥梁ansys分析
简单桁架桥梁ansys分析Ansys是一款广泛使用的有限元分析软件，可以用于各种工程结构的分析，包括桁架桥梁。
下面是一个简单的桁架桥梁分析的步骤，使用Ansys进行模拟。
一、建立模型1.创建新的分析：在Ansys中，首先需要创建一个新的分析。
选择适当的分析类型，例如静态分析或动态分析，根据需要进行设置。
2.创建几何体：在Ansys中，可以使用自带的建模工具创建几何体。
对于桁架桥梁，需要创建梁单元和节点。
梁单元用于模拟桥梁的横梁和纵梁，节点用于连接梁单元。
3.定义材料属性：为梁单元分配适当的材料属性，例如弹性模量、泊松比、密度等。
4.网格化：对几何体进行网格化，以生成有限元网格。
可以调整网格密度以获得更精确的结果。
5.边界条件和载荷：定义边界条件和载荷。
对于桁架桥梁，可能需要在支撑处施加固定约束，并在桥面上施加车辆载荷。
二、进行分析1.运行分析：在Ansys中，可以运行分析并观察结果。
可以使用后处理功能来查看结果，例如位移、应力、应变等。
2.检查结果：检查模型的位移、应力、应变等是否符合预期。
如果结果不符合预期，可能需要返回模型进行修正。
三、优化设计1.优化设置：在Ansys中，可以使用优化工具对模型进行优化设计。
设置优化目标，例如最小化总重量或最大化刚度。
2.运行优化：运行优化过程，Ansys将自动调整模型的参数以达到优化目标。
3.检查结果：在优化完成后，检查结果以确保满足设计要求。
四、验证模型1.确认模型的正确性：在完成优化设计后，需要确认模型的正确性。
可以通过与实验数据进行比较，或者与其他分析工具的结果进行比较来验证模型的准确性。
2.进行敏感性分析：可以使用Ansys的敏感性分析功能来确定哪些参数对模型结果影响最大。
这有助于在后续设计中更好地控制这些参数。
3.确认模型的可靠性：确认模型是否符合工程要求和规范。
如果模型满足所有条件，那么可以将其用于实际工程设计。
五、应用模型1.工程设计：在确认模型的正确性和可靠性后，可以将模型应用于实际的工程设计。
基于 ANSYS 的变截面连续钢构桥梁分析
基于ANSYS 的变截面连续钢构桥梁分析摘要：本文主要基于大型通用有限元软件ANSYS，对某高速公路段上三跨变截面连续钢构桥梁进行三维仿真并对其进行力学分析。
通过其后处理器及其它操作绘制出墩梁固结处弯矩影响线和跨中弯矩及挠度影响线，以便于确定最不利布载位置以及为更进一步的分析做基础。
关键词：ANSYS变截面连续钢构桥梁分析引言为加快国家经济的发展亟待兴建高速公路以满足日益增加的交通需求，当面对需要跨越高山峡谷地带则需修建桥梁。
而对于需要修建高墩才能够满足要求时且跨径在200m 左右的桥梁，连续钢构桥梁无疑是最佳选择，而用变截面形式不仅减轻了结构自重增大跨度又节约了成本。
在兴建之前对桥梁进行分析，就是要找出最不利位置，然后在最不利位置处加载得出结构的极限承载力，然后在此基础上进行设计。
而绘制结构内力影响线是找出结构最不利位置的方法之一，也是比较容易实现的。
所谓影响线，即单位力在结构上移动时，随着其位置的改变，结构中的某一量值（如支座反力、杆件截面内力或结点位移等）也将相应地产生变化规律的函数图形（曲线），称为结构中某量值的影响线。
而当实际荷载移动到某个位置时使得某量值达到最大（或最小）值，此时的荷载位置即为该量值的最不利荷载位置。
一、建模思想及过程绘制影响线的方法有静力法和机动法两种。
根据影响方程来绘制影响线的方法叫静力法，用绘制位移图的方法来得到影响线的方法叫机动法。
而基于ANSYS 平台绘制影响线主要步骤有：(1) 建立有限元模型，(2) 用循环语句进行加载，(3) 进入后处理器提取数据并加以分析，绘制出结构某量值的影响线。
现对某高速公路段处（32+188+32m）三跨变截面连续钢构桥梁进行分析。
为简化计算，本模型选取可自定义截面的BEAM189 三维梁单元进行建模。
下图Ⅰ和图Ⅱ分别为桥梁整体有限元模型和箱梁局部有限元模型。
其建模关键命令流如下：/PREP7 ! 进入前处理器*DO,I,1,60 ! 建立截面循环SECTYPE,I,BEAM,MESH! 定义截面类型SECREAD,%I%,,,MESH !I 端自定义截面SECOFFSET,USER,0,(I+1)*(I-1.5)/100! 用户自定义梁截面偏移SECREAD,%T%,,,MESH!J 端自定义截面SECOFFSET,USER,0,I*(I+2.5)/100! 用户自定义梁截面偏移SECTYPE, I,TAPER ! 定义变截面梁*ENDDO/SOLU*DO,I,1,252 ! 循环施加荷载FDELE,ALL,ALLALLSELNSEL,S,LOC,X,I*1 ! 选择施加单位荷载的节点F,ALL,FY,-1! 施加单位力ALLSELNSUBST,1OUTRES,ALL,ALLSOLVE*ENDDOFINISH城市建设理论研究•93•城市建设理论研究2011 年8 月 5 日ChengShiJianSheLiLunYanJiu•理论研究•图 1. 桥梁整体有限元模型图 4.跨中挠度影响线图 2. 箱梁局部有限元模型二、变截面连续刚构桥梁分析进入ANSYS 后处理器，通过PLV AR 命令可以绘制图形，亦可通过PRV AR 命令提取数据后通过三方绘图软件（ORIGIN）绘制量值影响线。
简单桁架桥梁ANSYS分析
下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。
背景素材选自位于密执安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988)，见图3-22。
该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表3-6。
桥长L=32m,桥高H=5.5m。
桥身由8段桁架组成，每段长4m。
该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1，P2和P3，其中P1= P3=5000 N, P2=10000N，见图3-23。
图3-22位于密执安的"Old North Park Bridge" (1904 - 1988)图3-23桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半)表3-6桥梁结构中各种构件的几何性能参数构件惯性矩m4横截面积m2顶梁及侧梁(Beam1) 643.8310m-´322.1910m-´桥身弦梁(Beam2) 61.8710-´31.18510-´底梁(Beam3) 68.4710-´33.03110-´解答以下为基于ANSYS图形界面(Graphic User Interface , GUI)的菜单操作流程。
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发送验证问题或点击举报天意11:36:47(1)进入ANSYS（设定工作目录和工作文件）程序→ANSYS →ANSYS Interactive →Working directory（设置工作目录）→Initial jobname（设置工作文件名）:TrussBridge →Run →OK(2)设置计算类型ANSYS Main Menu：Preferences…→Structural →OK(3)定义单元类型hhQÆRRN«•QQoomm QM•9NN•}ANSYS Main Menu：Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete... →Add…→Beam : 2delastic 3 →OK（返回到Element Types窗口）→Close(4)定义实常数以确定梁单元的截面参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants…→Add/Edit/Delete →Add…→select Type 1Beam 3 →OK →input Real Constants Set No. : 1 , AREA: 2.1 9E-3，Izz: 3.83e-6(1号实常数用于顶梁和侧梁) →Apply →input Real Constants Set No. : 2 , AREA: 1.18 5E-3，Izz: 1.87E-6 (2号实常数用于弦杆)→Apply →input Real Constants Set No. : 3, AREA: 3.031E-3，Izz: 8.47E-6 (3号实常数用于底梁) →OK(back to Real Constants window) →Close (the Real Constants win dow)(5)定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Model s →Structural →Linear→Elastic →Isotropic →input EX: 2.1e11, PRXY: 0.3(定义泊松比及弹性模量) →OK →Density (定义材料密度) →input DENS: 7800, →OK →Close（关闭材料定义窗口）(6)构造桁架桥模型生成桥体几何模型ANSYS Main Menu：Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →NPTKeypoint number：1，X，Y，Z Location in active CS：0，0 →Apply →同样输入其余15个特征点坐标（最左端为起始点，坐标分别为(4,0), (8,0), (12,0), (16,0), (20,0), (24,0), (28,0), (32,0), (4,5 .5), (8,5.5),(12,5.5), (16.5.5), (20,5.5), (24,5.5), (28,5.5)）→Lines →Lines →Straight Line →依次分别连接特征点→OK网格划分ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Attributes →P icked Lines →选择桥顶梁及侧梁→OK →select REAL: 1, TYPE: 1 →Apply →选择桥体弦杆→OK →select REAL: 2,TYPE: 1 →Apply →选择桥底梁→OK →select REAL: 3, TYPE:1 →OK →ANSYS Main Menu：Preprocessor →Meshing →MeshTool →位于Size Controls下的Lines：Set →Element Size on Picked→Pick all →Apply →NDIV：1 →OK →Mesh →Lines →Pick all →OK (划分网格)(7)模型加约束ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →OnNodes →选取桥身左端节点→OK →select Lab2: All DOF(施加全部约束) →Apply →选取桥身右端节点→OK →select Lab2: UY(施加Y方向约束) →OK(8)施加载荷ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →OnKeypoints →选取底梁上卡车两侧关键点（X坐标为12及20）→OK →select Lab: FY，Value: -5000→Apply →选取底梁上卡车中部关键点（X坐标为16）→OK →select Lab: FY，Value: -10000 →OK→ANSYS Utility Menu：→Select →Everything(9)计算分析ANSYS Main Menu：Solution →Solve →Current LS →OK(10)结果显示ANSYS Main Menu：General Postproc →Plot Results →Deformed shape →Def shape only →OK（返回到Plot Results）→Contour Plot →Nodal Solu →DOF Solution, Y-Component of D isplacement→OK（显示Y方向位移UY）(见图3-24(a))定义线性单元I节点的轴力ANSYS Main Menu →General Postproc →Element Table →Define Table →Add →Lab:[bar_I], By sequence num: [SMISC,1] →OK →Close定义线性单元J节点的轴力ANSYS Main Menu →General Postproc →Element Table →Define Table →Add →Lab:[bar_J], By sequence num: [SMISC,1] →OK →Close画出线性单元的受力图(见图3-24(b))ANSYS Main Menu →General Postproc →Plot Results →Contour Plot →Line Elem Res →LabI: [ bar_I], LabJ: [ bar_J], Fact: [1] →OK(11)退出系统ANSYS Utility Menu：File →Exit →Save Everything →OK(a)桥梁中部最大挠度值为0.003 374m (b)桥梁中部轴力最大值为25 380N图3.24桁架桥挠度UY以及单元轴力计算结果!%%%%% [ANSYS算例]3.4.2(2) %%%%% begin %%%%%%!------注：命令流中的符号$，可将多行命令流写成一行------/prep7 !进入前处理/PLOPTS,DATE,0 !设置不显示日期和时间!=====设置单元和材料ET,1,BEAM3 !定义单元类型R,1,2.19E-3,3.83e-6, , , , , !定义1号实常数用于顶梁侧梁R,2,1.185E-3,1.87e-6,0,0,0,0, !定义2号实常数用于弦杆R,3,3.031E-3,8.47E-6,0,0,0,0, !定义3号实常数用于底梁MP,EX,1,2.1E11 !定义材料弹性模量MP,PRXY,1,0.30 !定义材料泊松比MP,DENS,1,,7800 !定义材料密度!-----定义几何关键点K,1,0,0,, $ K,2,4,0,, $ K,3,8,0,, $K,4,12,0,, $K,5,16,0,, $K,6,20,0,, $K,7,24,0,, $K,8,28,0,, $K,9,32,0,, $K,10,4,5.5,,$K,11,8,5.5,, $K,12,12,5.5,, $K,13,16,5.5,, $K,14,20,5.5,, $K,15,24,5.5, , $K,16,28,5.5,,!-----通过几何点生成桥底梁的线L,1,2 $L,2,3 $L,3,4 $L,4,5 $L,5,6 $L,6,7 $L,7,8 $L,8,9!------生成桥顶梁和侧梁的线L,9,16 $L,15,16 $L,14,15 $L,13,14 $L,12,13 $L,11,12 $L,10,11 $L,1,10!------生成桥身弦杆的线L,2,10 $L,3,10 $L,3,11 $L,4,11 $L,4,12 $L,4,13 $L,5,13 $L,6,13 $L,6, 14 $L,6,15 $L,7,15 $L,7,16 $L,8,16!------选择桥顶梁和侧梁指定单元属性LSEL,S,,,9,16,1,LATT,1,1,1,,,,hhQÆRRN«•QQoomm QM•9NN•}!-----选择桥身弦杆指定单元属性LSEL,S,,,17,29,1,LATT,1,2,1,,,,!-----选择桥底梁指定单元属性LSEL,S,,,1,8,1,LATT,1,3,1,,,,!------划分网格AllSEL,all !再恢复选择所有对象LESIZE,all,,,1,,,,,1 !对所有对象进行单元划分前的分段设置LMESH,all !对所有几何线进行单元划分!=====在求解模块中，施加位移约束、外力，进行求解/soluNSEL,S,LOC,X,0 !根据几何位置选择节点D,all,,,,,,ALL,,,,, !对所选择的节点施加位移约束AllSEL,all !再恢复选择所有对象NSEL,S,LOC,X,32 !根据几何位置选择节点D,all,,,,,,,UY,,,, !对所选择的节点施加位移约束ALLSEL,all !再恢复选择所有对象!------基于几何关键点施加载荷FK,4,FY,-5000 $FK,6,FY,-5000 $FK,5,FY,-10000/replot !重画图形Allsel,all !选择所有信息(包括所有节点、单元和载荷等)solve !求解!=====进入一般的后处理模块/post1 !后处理PLNSOL, U,Y, 0,1.0 !显示Y方向位移PLNSOL, U,X, 0,1.0 !显示X方向位移!------显示线单元轴力------ETABLE,bar_I,SMISC, 1ETABLE,bar_J,SMISC, 1PLLS,BAR_I,BAR_J,0.5,1 !画出轴力图finish !结束你参考这个例题试一下。
基于ANSYS的桥梁结构自重仿真分析(图文)
基于ANSYS的桥梁结构自重仿真分析(图文)论文导读：桥梁结构本身的自重时常占桥梁结构所受荷载的很大部分。
本文用大型通用软件ANSYS模拟某连续刚构桥箱梁桥自重为例来说明ANSYS软件在这方面的应用。
关键词：有限元，ANSYS，箱梁桥，自重在桥梁结构分析中，桥梁结构本身的自重时常占桥梁结构所受荷载的很大部分，准确模拟桥梁结构自重是常遇问题，桥梁中对等截面连续梁可看成均布荷载，但如果结构形状复杂—例如，变截面连续梁等，若沿桥梁轴线方向按均布荷载处理就不甚合理。
本文用大型通用软件ANSYS模拟某连续刚构桥箱梁桥自重为例来说明ANSYS软件在这方面的应用。
1.ANSYS软件及其工作流程ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，对自然界四大场—力场、流场、热场、磁场实现全面分析；ANSYS用户涵盖了机械、航空航天、能源、交通运输、土木建筑、水利、电子、地矿、生物医学、教学科研等众多领域，ANSYS是这些领域进行国际国内分析设计技术交流的分析平台，是一个功能强大的有限元分析程序[1,2,3]。
ANSYS主要由前置处理(Preprocessing)、解题程序(solution)、后置处理(Postprocessing)以及时间历程等组成，在前处理方面，ANSYS的实体建模功能比较完善，提供了完整的布尔运算，还提供了拖拉、延伸、旋转、移动、延伸和拷贝实体模型图元的功能[1,2,3]。
论文参考。
在此，采用了ANSYS对该桥的温度效应进行仿真分析。
ANSYS具有丰富的单元库和材料库，可以对任意结构形式的桥梁进行全桥仿真分析，较为精确的反映出桥梁在各种因素下的综合特征，如桥梁的应力应变分布、变形等等。
2.工程实例某桥桥梁全长287.54m。
主桥上部采用35m＋60m＋90m＋60m＋35m 预应力混凝土刚构-连续箱梁体系；主桥主墩采用双薄壁式墩，主桥边墩采用板式桥墩。
ansys桥梁受力分析命令流
ANSYS桥梁受力分析命令流ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，它可以帮助工程师、设计师、科学家等进行各种力学或结构分析。
在工程领域中，桥梁是一种比较常见的结构，因此本文将介绍在ANSYS中进行桥梁受力分析的命令流。
1. 建立桥梁模型首先，我们需要建立桥梁模型。
在ANSYS中，可以使用多种模型建立工具，例如现在比较流行的三维CAD软件，如SolidWorks、CATIA等，均可以建立出桥梁模型。
建立好桥梁模型后，需要导入到ANSYS中进行后续分析。
2. 分配材料属性桥梁模型建立完后，需要根据实际情况为它分配材料属性。
以混凝土桥梁为例，我们可以使用“MP（材料属性）”命令为桥梁定义混凝土的相应属性。
比如，定义混凝土的弹性模量、泊松比等。
3. 设定支座约束桥梁的受力分析需要考虑桥梁的支座约束情况。
在ANSYS中，我们可以通过使用“SUPPORT”命令设定不同类型的支座约束。
4. 设定荷载桥梁承受的荷载对于力学分析至关重要，因此在进行桥梁受力分析时，必须设定荷载的种类和大小。
ANSYS提供了多种荷载设定方式，如集中荷载、分布荷载、自重荷载等。
5. 载荷应用载荷应用是桥梁受力分析中的一个关键步骤，它能够准确模拟桥梁所受荷载。
在ANSYS中，可以使用“D”命令定义荷载的应用方式，如定义一个位移荷载、力荷载等。
6. 求解过程ANSYS中提供了多种求解器，可以快速准确地解析桥梁模型受力情况。
在进行桥梁受力分析时，需要选择合适的求解器并进行计算。
ANSYS中提供了两种类型求解器，一种是基于传统矩阵进行计算的Direct Solver求解器，另一种是基于有限元模型优化的Iterative Solver求解器。
7. 结果分析在桥梁受力分析计算完成后，需要对应力和位移等结果进行分析并产生可视化的输出。
在ANSYS中，可以使用“POST1”命令来输出结果，并对结果进行后处理。
8.经过以上步骤进行受力分析后，可以得到桥梁受力的详细情况，也可以对桥梁的结构进行合理的优化。
ansys结构仿真案例
ansys结构仿真案例ANSYS是一款常用的结构仿真软件，可以对各种结构进行静力学、动力学、热力学等仿真分析。
下面列举10个以ANSYS结构仿真为题的案例，以展示其在不同领域的应用。
1. 桥梁结构分析：使用ANSYS对桥梁结构进行有限元分析，评估其受力性能和安全性，为工程设计提供依据。
可以对桥梁主要构件进行应力、变形、疲劳寿命等分析。
2. 建筑结构分析：通过ANSYS对建筑结构进行静力学分析，确定结构的承载能力和稳定性。
例如，可以分析高层建筑的抗震性能，优化结构设计，提高抗震安全性。
3. 飞机机翼结构分析：使用ANSYS对飞机机翼进行有限元分析，评估其受力性能和结构强度。
可以分析机翼的振动模态、应力分布等，优化结构设计，提高飞行安全性。
4. 汽车车身结构分析：通过ANSYS对汽车车身进行有限元分析，评估其受力性能和刚度。
可以分析车身的应力分布、变形情况，优化结构设计，提高车辆性能和安全性。
5. 器械设备结构分析：使用ANSYS对器械设备进行有限元分析，评估其受力性能和可靠性。
可以分析设备的应力分布、振动模态等，优化结构设计，提高设备性能和使用寿命。
6. 钢结构建筑分析：通过ANSYS对钢结构建筑进行有限元分析，评估其受力性能和稳定性。
可以分析结构的应力、变形、破坏模式等，优化结构设计，提高建筑的安全性和经济性。
7. 水力发电机组分析：使用ANSYS对水力发电机组进行有限元分析，评估其受力性能和效率。
可以分析机组的应力、变形、振动等，优化结构设计，提高发电机组的性能和可靠性。
8. 船舶结构分析：通过ANSYS对船舶结构进行有限元分析，评估其受力性能和强度。
可以分析船体的应力分布、变形情况，优化结构设计，提高船舶的航行性能和安全性。
9. 油井套管结构分析：使用ANSYS对油井套管进行有限元分析，评估其受力性能和耐久性。
可以分析套管的应力、变形、破坏模式等，优化结构设计，提高油井的开采效率和安全性。
10. 桩基础结构分析：通过ANSYS对桩基础结构进行有限元分析，评估其受力性能和稳定性。
ANSYS3D桥梁
ANSYS 3D橋樑分析一橋樑兩端點承受向下力量(FY=100000N)，如上圖，已知下方承受簡支鋼架(A=0.0187，IZZ=0.00017，IYY=0.00054，TKZ=0.4，TKY=0.4)，每段12m共6段全長72m，高度16m，橋寬10m，橋面板0.3m厚的混凝土。
開始－＞程式集－＞ANSYS5.7－＞Interactive檢查Production Selection及Working Directory、修改Initial Jobname為3DBridge後－＞RUN 進入ANSYS，在Main Menu點選1.Preferences－＞點選Structural－＞OK進入Preprocessor2.Preprocessor－＞Element Type－＞Add/Edit/Delete－＞Add－＞選擇Structural Beam 3Delastic 4－＞Apply－＞選擇Structural Shell Elastic 4node 63－＞OK－＞Close－＞3.Real Constant－＞Add/Edit/Delete－＞選擇Type 1 Beam 4－＞Add－＞OK－＞在AREA框內輸入0.0187、IZZ框內輸入0.00017、IYY框內輸入0.00054、TKZ框內輸入0.4、TKY 框內輸入0.4－＞OK－＞選擇Type 2 Shell 63－＞Add－＞在TK(I)框內輸入0.3－＞OK－＞Close－＞4.Material Props－＞Material Models－＞Structural－＞Linear－＞Elastic－＞Isotropic－＞在EX框內輸入2e11、在PRXY框內輸入0.3、在Density框內輸入7850－＞在下拉式Material －＞New Model－＞確認材料ID為2後OK－＞Structural－＞Linear－＞Elastic－＞Isotropic－＞在EX框內輸入0.35e11、在PRXY框內輸入0.1667、在Density框內輸入2500－＞OK－＞ －＞鋼架5.Modeling Create－＞Nodes－＞In Active CS－＞產生對話框在NPT框內輸入1、在XYZ框內分別輸入0、0、-5－＞OK－＞6.在Modeling Copy－＞Nodes－＞Cop－＞點選框點選Pick all產生對話框在ITIME框內輸入4、在DX框內輸入12、在INC框內輸入4－＞OK－＞點選框點選Pick all產生對話框在ITIME框內輸入2、在DZ框內輸入10、在INC框內輸入1－＞OK－＞點選框點選節點2、6、10－＞OK－＞產生對話框在ITIME框內輸入2、在DY框內輸入16、在INC 框內輸入1－＞OK－＞點選框點選節點3、7、11－＞OK－＞產生對話框在ITIME框內輸入2、在DZ框內輸入-10、在INC框內輸入1－＞OK－＞7.Modeling Create－＞Element－＞Auto Numbered Thru Nodes－＞出現點選框分別點選節點2、6－＞Apply－＞點選節點6和10、節點10和14、節點1和5、節點5和9、節點9和13、節點3和7、節點7和11、節點4和8、節點8和12、節點1和2、節點3和4、節點5和6、節點7和8、節點9和10、節點11和12、節點13和14－＞OK－＞8.Modeling Create－＞Element－＞Auto Numbered Thru Nodes－＞出現點選框分別點選節點11和14－＞Apply－＞點選節點12和13－＞OK－＞9.Modeling Create－＞Element－＞Auto Numbered Thru Nodes－＞出現點選框分別點選節點3、6－＞Apply－＞點選節點6和11、節點4和5、節點5和12、節點2和3、節點1和4、節點6和7、節點5和8、節點10和11、節點9和12－＞OK－＞混凝土10.Modeling Create－＞Elements－＞Element Attributes－＞出現對話框確認混凝土ElementType及Material Number和Real Constant均為2－＞OK11.Modeling Create－＞Element－＞Auto Numbered Thru Nodes－＞出現點選框分別點選節點1、2、6、5－＞Apply－＞點選節點5、6、10、9－＞Apply－＞點選節點9、10、14、13－＞OK－＞全模型並壓縮檔案12.Modeling Reflect－＞Nodes－＞打開Reflect Nodes對話框－＞點選框選Pick all－＞在第二個對話框點選Y-Z Plane－＞在INC框內輸入14－＞OK－＞13.Modeling Reflect－＞Element－＞Auto Numbered打開Reflect Elem對話框－＞點選框選Pick all－＞在第二個對話框點NINC框內輸入14－＞OK－＞14.在Numbering Ctrls－＞將Merge Item打開、Label選ALL－＞OK15.在Numbering Ctrls－＞將Compress Number打開、Label選ALL－＞OK進入Solution16.Solution－＞Loads Apply－＞Structural Displacement－＞On Nodes－＞以點選框點選節點23和24－＞OK－＞出現對話框在Lab2選取UXUYUZ、在V ALUE框內輸入0－＞Apply －＞點選節點13和14－＞OK－＞在對話框Lab2選取UYUZ、在V ALUE框內輸入0－＞OK－＞17.Solution－＞Loads Apply－＞Structural Force/Moment－＞On Nodes－＞出現點選框點選節點1和2－＞OK－＞出現對話框在Lab選FY、在V ALUE輸入-100000－＞OK－＞ －＞18.Solution－＞Loads Apply－＞Structural Inertial－＞Gravity－＞Global－＞出現對話框在ACEL Y輸入9.8－＞OK－＞19.Solve Current LS－＞出現對話框點選OK－＞運算進行中、注意文字視窗敘述－＞在黃色對話框Solution is done點選OK、關閉文字視窗－＞進入General PostProc20.General PostProc－＞List Results－＞Nodal Solution－＞出現對話框在DOF Solution AllDOFs DOF－＞OK－＞產生文字視窗檢查各節點之位移－＞ －＞21.General PostProc－＞List Results－＞Reaction Solu－＞出現對話框在Lab選All Items－＞OK－＞產生文字視窗檢查各節點之反作用力－＞ －＞22.在下拉式Utility Menu選取PlotCtrls－＞Animate－＞Deformed Shape－＞OK－＞Close23.在下拉式Utility Menu選取PlotCtrls－＞Hard Copy－＞To File－＞在選取框中點選JPEG、Reversed Video、存檔成3DBridge.jpg－＞OK如背景有顏色先至PlotCtrls－＞Style－＞Background－＞取消Display Picture Background 24.在下拉式Utility Menu選取File－＞Save as Jobname.db。
悬索桥ansys分析——很经典,很实用。
顺昌人行悬索桥ANSYS有限元模拟课程名称：《索结构》姓名：***（N022005156）桥隧工程李秀芳（N012005131）结构工程指导老师：彭大文（教授）陈昀明报告日期：2003年2月28日福州大学土木建筑工程学院2003年2月28日一、顺昌人行悬索桥简介设计人行荷载2.5kN/m.主索跨度348米，失高20米，桥面净宽2.5米。
主索采用7根φ42（7⨯19）共14根。
桥面系吊索用19的钢丝绳。
桥面系长度268米。
桥面两端标高为1.00米，跨中标高为4.00米，呈抛物线型。
二、有限单元模型2．1基本假定由于悬索桥的受力传力体系的复杂性，顺昌人行悬索桥桥面系统的构件多样，空间位置的复杂性，对其有限元模型作了一些合理的假定，并最大程度地保证简化后的有限元模型质量，刚度的不变性：（1）结构部分归类为横向工字梁，纵向工字梁，纵向槽钢、斜向支撑，主塔竖向构件，主塔横向构件，主索，竖向吊杆，桥面板。
（2）主塔竖向构件在全部高度，主塔横向构件在全部长度上只有一个截面属性，忽略倒角的影响；主塔竖向构件底端直接固接。
（3）主索与桥塔横向构件的连接采用自由度耦合来模拟。
（4）桥面的横、纵、斜向的梁及桥面板处于同一平面内，而其相应的面外刚度的计算以此为基准。
（5）由于本模型没有用来计算横向风载的影响，所以缆风绳没有2．2单元类型在有限元模型中，使用了三种单元类型对悬索桥的桥塔、桥面系、缆索进行了模拟。
他们分别是三维弹性梁单元（BEAM4），三维杆单元（LINK10），板壳单元（SHELL10），各个单元的类型简述如下：（1）B eam4可承受拉力、压力、扭矩、弯矩.每个节点有6个方向的自由度.可以考虑应力刚化,大变形等特性。
（见图1）图1 Beam4示意图（2）Link10Link10单元在每个节点上有三个自由度：沿节点坐标系x、y、z方向的平动。
适用于模拟3-D空间桁架,杆件,弹簧等结构.使用只拉选项时,如果单元受拉,刚度九消失,以此来模拟缆绳的松弛或链条的松弛.可只承受轴向拉力或只承受轴向压力,无法承受弯矩.元素具有塑性,徐变,膨胀,应力强化,大变形和大应变等特性。
ANSYS在桥梁分析中的应用--学会使用
Main Menu → Preprocessor → Modeling → Create → Elements → Auto Numbered → Thru Nodes
2. ANSYS的前处理
2.5 定义单元
（2）命令流方式
!指定单元属性 TYPE,1 MAT,1 REAL,1 SECNUM,1 E,1,2 E,2,3 E,3,4
2. ANSYS的前处理
2.2 指定实常数（Real Constants） （2）命令流方式
R,1,1,2,3,4,5, , RMORE,0.006,7, , , ,8,
R,2,1,0.001,
2. ANSYS的前处理
2.3 指定材料属性
（1）GUI方式
Main Menu → Preprocessor →
施加集中力和弯矩 → Force/Moment → On Nodes 施加均布荷载 → Apply → Structural → Pressure
→ On Beams
2. ANSYS的前处理
2.7 定义荷载
（1）GUI方式
Main Menu → Preprocessor → Loads → Define Loads → Apply → Structural
4.4 单元内力—列表 （1）GUI方式
General PostProc → List Results → Elem Table Data
4. ANSYS的后处理
4.4 单元内力—列表 （2）命令流方式 PRETAB,FX_E,FX_I,FY_I,,,,,
5. ANSYS的帮助系统
1. Elements Reference → Element Library 单元自由度、坐标系、荷载类型、输出
桥梁结构检测技术研究与ANSYS模拟分析
桥梁结构检测技术研究与ANSYS模拟分析第一章绪论1.1 问题的提出公路交通是人类社会生命线工程的重要组成部分，而公路桥梁作为公路交通基础设施的咽喉工程，在公路运输系统中发挥着至关重要的作用，其安全性直接关系到车辆和人的安全。
混凝土桥梁作为一类土木工程构筑物,自建成以来,受外界环境(包括自然环境和使用环境)的长期作用,同时由于原设计未达到使用要求、施工未达到设计要求等原始缺陷,往往产生这样或那样的桥梁病害与损伤,如混凝土裂缝、碳化与水侵蚀、钢筋锈蚀或预应力松弛、其它附属设施材料老化或损害等。
这些病害与损伤影响了桥梁的结构性能和使用功能,使桥梁的结构性能和使用功能达不到设计的要求或正常使用的要求。
在近年里，由于各种原因而造成的事故频繁发生。
2001年3月，葡萄牙里斯本一座桥梁垮塌，造成一辆观光车坠入河中，50多人死亡。
同年11月8日凌晨，从四川南部宜宾进入云南的咽喉要道——宜宾南门大桥(长江大桥)发生悬索及桥面断裂事故，大桥两端垮塌，一辆公交大客车和一辆出租车掉入长江2人死亡2人受伤，桥两端同时塌陷，造成交通及市外通讯中断。
2006年9月，加拿大魁北克一座桥梁垮塌，5人死亡。
2007年7月31日，美国加利福尼亚州奥罗维尔高速路桥垮塌，一辆货运卡车损毁，一名建筑工人从15米处跌落重伤。
同年8月，明尼苏达州密西西比河上一座桥梁于傍晚交通高峰时段突然垮塌，多辆汽车坠入河中，造成4人死亡，数十人受伤。
作为人造结构物的桥梁，客观上也有其“生、老、病、死”的生存过程，采用科学的技术手段与方法对桥梁进行定期的安全检测和及时有效的养护维修与管理，是保证其健康、安全服役，最大效能发挥其经济效益的关键。
19世纪后期至今，人们针对桥梁事故和病害的频繁发生进行了大量深入的分析研究，取得了许多理论上的突破。
发达国家的经验表明，通常桥梁在建成投入使用的20～30年后，将越来越多地面临耐久性降低和安全性不足等问题，且越是经济发达的国家所面临的问题越突出。
ansys对斜拉桥的分析实例
用Ansys分析斜拉桥的变形、应力分布与优化问题背景: 第三届结构设计大赛, 题目为: 承受运动载荷的不对称双跨桥梁结构模型设计。
参赛作品为一个斜拉桥比赛所用材料: 桐木若干, 白乳胶一瓶。
比赛要求：保证小车通过的同时, 桥应力求重量轻, 轻者可进入决赛。
参赛实验台示意图比赛计算参数:木杆的抗拉强度表设计方案数据: 根据所给材料, 经过计算我们预计需要使用: 主梁: 4根6*6.4*6, 55*1截取18mm宽, 55*2截取15mm宽；拉塔: 2根6*6, 3*4作桁架；梁的固定用1根3*4；桥墩: 2根3*4, 55*1的木片作桁架结构。
下脚料把主梁两端各加长20mm, 并把端面做成梯形以使桥梁稳定。
桥梁简支模型:其中(5)、(7)、(8)为拉索, (6)为拉塔, (1)、(2)、(3)、(4)为主梁, 1.2.5为三个支座, 塔高为330mm, 2.3的距离为250mm, 3.4的距离为200mm。
当小车经过2.5之间时, 梁最容易发生破坏。
加载条件：预赛——空车(重9.88kg)行驶, 桥面板由长度为30mm的若干铝板, 用柔绳串接而成, 重量为2.8kg。
Ansys分析目的：使用ansys分析软件对桥的应力分布进行分析, 对结构进行改进与优化。
Ansys建模数据:步骤：定义单元类型: 桐木材料选取单元类型: Beam 188 拉索材料选取单元类型为Link 10。
定义单元实常数: Link 10单元的实常数AREA定义为3.14*2.25/4。
其中Beam 188不需要定义实常数。
定义材料属性: 材料属性如图。
定义梁截面类型: 主梁: 8*8, 侧梁:5*5, 桁架: 3*3（全部为矩形）, 拉索: R=1.5（圆形）。
建模: 建立节点模型, 利用建模工具建立节点, 再用lines—straight lines连接节点形成线模型。
划分网格：利用Meshing—Mesh attributes—picked lines, 根据不同单元属性, 不同材料属性, 不同截面属性选择线, 划分网格。
用ANSYS进行桥梁结构分析
用ANSYS进行桥梁结构分析谢宝来华龙海引言：我院现在进行桥梁结构分析主要用桥梁博士和BSACS，这两种软件均以平面杆系为计算内核，多用来解决平面问题。
近来偶然接触到ANSYS，发现其结构分析功能强大，现将一些研究心得写出来，并用一个很好的学习例子（空间钢管拱斜拉桥）作为引玉之砖，和同事们共同研究讨论，共同提高我院的桥梁结构分析水平而努力。
【摘要】本文从有限元的一些基本概念出发，重点介绍了有限元软件ANSYS平台的特点、使用方法和利用APDL语言快速进行桥梁的结构分析，最后通过工程实例来更近一步的介绍ANSYS进行结构分析的一般方法，同时进行归纳总结了各种单元类型的适用范围和桥梁结构分析最合适的单元类型。
【关键词】ANSYS有限元APDL结构桥梁工程单元类型一、基本概念有限元分析(FEA)是利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。
还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元模型是真实系统理想化的数学抽象。
真实系统有限元模型自由度(DOFs)用于描述一个物理场的响应特性。
节点和单元1、每个单元的特性是通过一些线性方程式来描述的。
2、作为一个整体，单元形成了整体结构的数学模型。
3、信息是通过单元之间的公共节点传递的。
4、节点自由度是随连接该节点单元类型变化的。
单元形函数1、FEA 仅仅求解节点处的DOF 值。
2、单元形函数是一种数学函数，规定了从节点DOF 值到单元内所有点处DOF 值的计算方法。
3、因此，单元形函数提供出一种描述单元内部结果的“形状”。
4、单元形函数描述的是给定单元的一种假定的特性。
5、单元形函数与真实工作特性吻合好坏程度直接影响求解精度。
6、DOF 值可以精确或不太精确地等于在节点处的真实解，但单元内的平均值与实际情况吻合得很好。
7、这些平均意义上的典型解是从单元DOFs 推导出来的（如，结构应力，热梯度）。
桥梁的ansys有限元分析
（一）研究背景桥梁在一个国家的交通运输和经济发展中占有十分重要的位置﹐而桥梁桁架结构是保证桥梁安全运营的重要手段。
随着技术的发展，桥梁桁架结构已经发展成为桥梁领域中必不可少的专用结构﹐桥梁桁架结构更是代表了桥梁的主流发展方向，具有广阔的市场前景。
本文的研究对象为桥梁桁架结构，采用有限元法对该车结构进行了有限元分析。
（二）研究目的本文认真研究了桥梁的结构组成和工作原理﹐对桥梁各组成部件进行了合理的模型处理和简化，利用有限元分析软件ANSYS的APDL语言，建立了各部件的有限元参数化模型。
按照真实情况采用合理的方式模拟各部件间的连接关系，将各部件组成一个整体。
通过以上工作建立了桥梁的有限元分析模型，对桥梁桁架结构进行静力学分析，分析桥梁桁架结构在静态情况下的位移变形，应力应变分布，为桥梁桁架结构的设计与制造提供理论依据。
（三）有限元分析过程1.定义材料属性，包括密度、弹性模量、泊松比。
点击主菜单中的“Preprocessor>Material Props >Material Models”，弹出窗口，逐级双击右框中“Structural\ Linear\ Elastic\ Isotropic”前图标，弹出下一级对话框，在“弹性模量”（EX）文本框中输入：2.0e11 ，在“泊松比”（PRXY）文本框中输入：0.3，如图所示，点击“OK”按钮，同理点击Density输入7850即为密度。
2.定义单元属性，包括单元类型、单元编号、实常数。
点击主菜单中的“Preprocessor>ElementType >Add/Edit/Delete”，弹出对话框点击“OK”，关闭对话框，返回至上一级对话框此时，对话框中出现刚才选中的单元类型：Link。
3.定义梁截面，包括梁截面各部分尺寸。
点击主菜单中的“Preprocessor>Sections>Link>Add”，弹出对话框输入ID为1梁截面为100点击“OK”，关闭对话框，4.使用keypoint命令建立关键点，使用line命令建立线。
钢桁架桥梁结构的ANSYS分析
钢桁架桥梁结构的ANSYS分析摘要本文中采用有限元分析法，在大型有限元分析软件ANSYS平台上分析桥梁工程结构，很好地模拟桥梁的受力、应力情况等。
在静力分析中，通过加载各种载荷，得出结构变形图，找出桥梁的危险区域。
1、问题描述下面以一个简单桁架桥梁为例，以展示有限元分析的全过程。
该桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表1-1。
桥长L=32m,桥高H=5.5m。
桥身由8段桁架组成，每段长4m。
该桥梁可以通行卡车，若这里仅考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1 ，P2和P3 ，其中P1= P3=5000 N, P2=10000N，见图1。
1图1桥梁的简化平面模型(取桥梁的一半)2、模型建立在桥梁结构模拟分析中，最常用的是梁单元和壳单元，鉴于桥梁的模型简化，采用普通梁单元beam3。
实体模型的建立过程为先生成关键点，再形成线，从而得到桁架桥梁的简化模型。
3、有限元模型3.1单元属性整个桥梁分成三部分，分别为顶梁及侧梁、弦杆梁、底梁，三者所使用的单元都为beam3单元，因其横截面积和惯性矩不同，所以设置3个实常数。
此外，他们材料都为型钢，材料属性视为相同，取为弹性模量EX为2.1e11 ，泊松比prxy为0.3，材料密度dens为7800。
3.2网格划分线单元尺寸大小为2，即每条线段的1/2。
4、计算4.1约束根据问题描述的要求，该桁架桥梁在x=0处的边界条件为全约束，x=32处的边界条件为y方向位移为0（即UY=0）。
如下图所示。
4.2载荷卡车对桥梁的压力视为3个集中载荷，因为模型只取桥梁的一般，所以3个集中载荷的力之和为20000N，分别为p1=5000N,p2=10000N,p3=5000N。
并将载荷施加在底梁的关键点4,5,6上。
如下图所示。
5、静力分析的计算结果5.1查看结构变形图显示y方向位移显示x方向位移5.2结论从加载后的结构变形图中可以看出，在载荷作用下，桁架桥的中间位置向下发生弯曲变形最为明显而两侧的侧梁变形最小，载荷引起的位移最大处在桥中间位置，随跨中间向两侧递减。
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用ANSYS进行桥梁结构分析谢宝来华龙海引言：我院现在进行桥梁结构分析主要用桥梁博士和BSACS，这两种软件均以平面杆系为计算内核，多用来解决平面问题。
近来偶然接触到ANSYS，发现其结构分析功能强大，现将一些研究心得写出来，并用一个很好的学习例子（空间钢管拱斜拉桥）作为引玉之砖，和同事们共同研究讨论，共同提高我院的桥梁结构分析水平而努力。
【摘要】本文从有限元的一些基本概念出发，重点介绍了有限元软件ANSYS平台的特点、使用方法和利用APDL语言快速进行桥梁的结构分析，最后通过工程实例来更近一步的介绍ANSYS进行结构分析的一般方法，同时进行归纳总结了各种单元类型的适用范围和桥梁结构分析最合适的单元类型。
【关键词】ANSYS有限元APDL结构桥梁工程单元类型一、基本概念有限元分析(FEA)是利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。
还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元模型是真实系统理想化的数学抽象。
真实系统有限元模型自由度(DOFs)用于描述一个物理场的响应特性。
节点和单元1、每个单元的特性是通过一些线性方程式来描述的。
2、作为一个整体，单元形成了整体结构的数学模型。
3、信息是通过单元之间的公共节点传递的。
4、节点自由度是随连接该节点单元类型变化的。
单元形函数1、FEA 仅仅求解节点处的DOF 值。
2、单元形函数是一种数学函数，规定了从节点DOF 值到单元内所有点处DOF 值的计算方法。
3、因此，单元形函数提供出一种描述单元内部结果的“形状”。
4、单元形函数描述的是给定单元的一种假定的特性。
5、单元形函数与真实工作特性吻合好坏程度直接影响求解精度。
6、DOF 值可以精确或不太精确地等于在节点处的真实解，但单元内的平均值与实际情况吻合得很好。
7、这些平均意义上的典型解是从单元DOFs 推导出来的（如，结构应力，热梯度）。
8、如果单元形函数不能精确描述单元内部的DOFs ，就不能很好地得到导出数据，因为这些导出数节点: 空间中的坐标位置，具有一定自由度和 存在相互物理作用。
单元: 一组节点自由度间相互作用的数值、矩阵描述（称为刚度或系数矩阵）。
单元有线、面或实体以及二维或三维的单元等种类。
荷载荷载有限元模型由一些简单形状的单元组成，单元之间通过节点连接，并承受一定载荷。
据是通过单元形函数推导出来的。
9、当选择了某种单元类型时，也就十分确定地选择并接受该种单元类型所假定的单元形函数。
10、在选定单元类型并随之确定了形函数的情况下，必须确保分析时有足够数量的单元和节点来精确描述所要求解的问题。
二、 选择ANSYS 进行结构的有限元分析ANSYS 是惟一能实现多场及多场耦合分析，惟一实现前处理、求解及多场分析统一数据库和具有多物理场优化功能的一体化大型FEA 分析软件。
同时，ANSYS 软件拥有丰富和完善的单元库、材料模型库和求解器，保证了它能高效地求解各类结构的静力、动力、振动、线性和非线性问题，稳态和瞬间热分析及热-结构耦合问题，压缩和不可压缩的流体问题。
一个典型的ANSYS 分析过程可分为以下三个步骤： 1、 创建有限元模型(Preprocessor) - 创建或读入几何模型. - 定义材料属性.- 划分单元 (节点及单元).从最低阶到最高阶，模型图元的层次关系为：节点单元 节点单元二次曲线的线性近似节点线性近似单元节点二次近似 单元① ②④关键点(Keypoints)→线(Lines)→面(Areas)→体(V olumes)，如果低阶的图元连在高阶图元上，则低阶图元不能删除。
创建顺序为关键点→线→面→体，删除顺序为体→面→线→点。
2、加荷载进行求解(Solution)- 施加荷载及荷载选项(有DOF约束、力、面荷载、体荷载、惯性荷载和耦合场荷载六类)- 求解.3、看分析结果(General Postproc)- 查看分析结果.- 检验结果.(分析是否正确)ANSYS的模块化结构如下：三、桥梁工程常用单元有限单元法解题的一般步骤为：结构的离散化，选择位移模式，建立平衡方程，求解节点位移，计算单元中的应变和应力。
结构分析常用单元类型表1、LINK1 2-D Spar单元应用范围：LINK1单元可以模拟二维构架、铰链、弹簧等结构。
此单元为二位单元，只可以承受单向的拉伸或者压缩，每个节点上具有两个自由度。
一般假设：在杆单元中，假设材料为均质等直杆，且在轴向上施加荷载。
杆的长度不能为零，所分析的杆件必须处于X-Y平面内，且面积不能为零。
温度被假设为沿着杆的长度方向线性变化。
应用限制：阻尼材料特性不能使用；流体荷载不能使用；只允许适用的特征为应力刚度和大应变分析。
2、LINK8 3-D Spar单元应用范围：LINK8单元用在工程结构中模拟三维空间桁架、绳索、铰链以及弹簧单元，此单元可以承受单向的拉伸或者压缩，每个节点上具有三个自由度。
一般假设和应用限制同LINK1。
3、LINK10 Tension-only or Compression-only Spar单元其特有的双线性刚度矩阵导致单元只能承受单向的拉伸或单向压缩。
可以模拟一个松弛的电缆或者松弛的铰链模型，这个特征在模拟静态的钢索问题是非常有用的，特别是在整个钢索使用一个单元来分析时。
4、BEAM3 2-D Elastic Beam单元BEAM3 单元只能承受单向的拉伸、压缩和弯曲。
此单元在每一个节点上有三个自由度，即沿着坐标X轴和Y轴方向的自由度和绕着Z轴的旋转自由度。
可以模拟螺钉、带槽的圆筒等。
一般假设：在梁BEAM3单元中，对于转动惯量的计算，横截面可以为任意形状。
单元的高度仅在弯曲计算和温度应力分析时才有用。
温度梯度一般被认为是线性分布。
本单元必须位于X-Y 平面内，且长度不能为零，在不使用大挠度的情况，惯性矩可以为零。
应用限制：阻尼材料特性不能使用；只允许指定的特征为应力刚度和大应变形分析。
5、BEAM4 3-D Elastic Beam 单元BEAM4单元可以承受单向的拉伸、压缩、扭转和弯曲。
此单元在每一个节点上有六个自由度。
即沿着坐标X轴、Y轴和Z轴方向的自由度和分别绕着三轴的旋转自由度。
一般假设：同BEAM3应用限制：阻尼材料特性不能使用；旋转实常数(R11)不可以使用；KEYOPT(2)不能设置为0；KEYOPT(7) 不能设置为0；只允许指定的特征为应力刚度和大应变形分析。
6、PLANE42 2-D Structural Solid单元PLANE42单元一般使用于二维固体结构中，此单元可以作为平面单元，既可以用于平面应变，也可以用于平面应力分析，或者用于轴对称分析，此单元在每一个节点上有两个自由度，即沿着X 轴和Y轴方向的自由度。
一般假设：单元面积不能为零，单元必须位于平面X-Y内。
应用限制：阻尼材料特性不能使用；能量密度荷载不可以使用；KEYOPT(6)=3无效；仅仅应力刚度为指定的有效特征。
7、SOLID45 3-D Structural Solid单元SOLID45单元为3-D固体结构单元，由八个节点组成。
在单元每一个节点上有三个自由度，即分别沿着三个坐标轴方向。
此单元可以进行塑性、蠕变、应力硬化、大变形以及大应变分析。
在SOLID45单元中不允许使用零体积，并且单元不可以扭曲，例如单元不可以有两个分离的体积。
在ANSYS/Lnear Plus程序中应该注意：阻尼材料特性不能使用；只允许指定的特征为应力刚度和大变形分析；能量密度荷载无效；KEYOPT(6)=3不可以使用。
四、桥梁工程单元类型匹配1．在桥梁用ANSYS建立模型时，可参照以下建议用的单元进行桥梁模型的建立：(1)梁（配筋）单元：桥墩、箱梁、纵横梁。
(2)板壳（配筋）单元：桥面系统。
(3)实体（配筋）单元：桥墩系统、基础结构。
(4)拉杆单元：拱桥的系杆、吊杆。
(5)拉索单元：斜拉桥的索、悬索桥的钢丝绳。
(6)预紧单元：索力控制、螺栓铆钉连接。
(7)连接单元：支座、地基。
2．在建立模型时要准确模拟边界条件，因此要准确分析连接部位的固有特性(1)桥梁常见的连接部位：a．固定支座、铰支、可滑移支座等空间支座系统。
b．带减振和隔振措施的减振支座系统。
c．地基-主体之间桩-基系统。
d．刚构之间的螺栓连接、铆接等。
e．梁管之间的球接和铰接等。
(2)连接部分解决方法ANSYS在解决桥梁不同的连接部位时可选用如下的方法：a．COMBIN7、COMBIN40、LINK11、CONTACT52、COMBINE38弹簧（阻尼、间隙元）：可用来模拟支座、绳索、拉杆等桥梁部件。
b．预紧单元可解决螺栓、铆钉等桥梁部件。
c．二力杆拉杆、索可解决拉索问题。
d．耦合与约束方程可解决梁与塔横梁的边界约束关系。
e．接触单元如CONTACT52可模拟滑动支座、销接等部件的真实情况。
(3)常见桥梁接触问题桥梁各个部分之间可能存在如下三种接触方式。
a．滑动连接：点点接触。
b．绑定连接：点面接触。
c．转动连接：面面接触。
用接触单元可模拟如：滑动支座接触、挡块与其它部件的接触、振动时不同构件的碰撞等问题，这里不再一一赘述。
(4)桥梁基础的处理方式为了真实的模拟桥梁的真实的实际情况，需要真实模拟桥梁的基础受力、变形及约束情况，建议建立模型时采用如下方案。
a．基础承台与桩基：用实体模型、预应力配筋。
b．基础与岩石系统：有限区域实体模型、预应力配筋。
五、桥梁常见模型处理(1)桥梁中常用的模型可以用相应的单元a．刚构桥、拱桥：梁与杆单元组合模型。
b．钢管混凝土：复合截面梁模型。
c．连续梁：梁模型。
d．斜拉桥/悬索桥：梁、板壳、索或杆单元组合模型。
e．立交桥：实体墩、板壳桥面和加强梁混合模型。
f．局部详细计算：实体（考虑配筋）或板模型，以便考虑模型细节特征，如结构尺寸构造倒角、厚薄或粗细过渡、凹凸部分以及配筋等。
(2)桥梁建模要综合运用各种合适的单元对桥梁进行总体分析应该遵循如下原则：a．支座系统采用弹簧-阻尼系统；b．连接部位采用耦合与约束方程；c．桥墩系统采用截面梁、配筋梁；d．桥面系统采用截面梁、配筋梁、板壳、梁板组合。
对桥梁进行局部分析应该遵循如下原则：a．支座系统采用实体模型：（粘塑、超塑、塑性）大变形（位移）；b．连接部位采用接触模型：实体、板壳、梁或组合模型；c．桥墩系统采用实体模型：配筋与混凝土破坏；d．桥面系统采用实体或板壳：配筋与混凝土破坏，组合梁之间的耦合与约束方程。
(3) 选用合适的分析方法在对桥梁进行建模计算时对不同的计算目的要采取不同的计算步骤。
静态计算a．根据分析类型承载特点建立合理梁、板、实体、拉杆（模拟索）模型；b．材料与几何非线性效应；c．连接部位与支座的正确处理。