ANASYS反应谱分析:静动叠加算例详解

小伙们大家好!之前有一期讲了ABAQUS进行反应谱分析时怎么进行静动叠加,利用工况叠加的原理。这一期主要讲解了ANSYS反应谱分析时怎么进行静动叠加。其实,同样是采用了工况叠加。


我接下来以一根柱子来做这个案例。反应谱采用水工抗震规范[1]的反应谱。柱子的尺寸是1×2×5m,弹性模量为2.1E8Pa,泊松比0.2,密度2400kg/m3。

假设本案例地面最大加速度为 a=0.2g (g=9.81 m/s2),场地为I0类, 特征周期Tg=0.20s,且查得动力 系数最大值为βmax=2。案例的设计反应谱如下所示。

【ANASYS算例】ANSYS反应谱分析之进行静动叠加的图1


下面主要分为三个步骤。第一静力分析部分,第二部分是反应谱分析,第三部分工况叠加部分。第一、二部分我不做过多的解释,主要讲静动叠加部分。




静力分析


finish

/clear

/prep7

!=====材料参数赋值======      

!单元

et,1,solid65        

!材料号

mp,ex,1,2.1e8

mp,prxy,1,0.2

mp,dens,1,2400

!建模

blc4,,,1,2,5

esize,0.2

vmesh,all  

eplot  

allsel  

!底部施加全约束

nsel,s,loc,z,0

d,all,all

allsel

/solu

acel,,,9.81

solve

finish

 静力分析做完了,我们需要在静力计算的后面定义荷载工况1。命令流如下所示。

/POST1

!定义荷载工况1

LCDEF,1,1

!形成后续工况组合可以调用的工况文件lcase1,工况号1

LCWRITE,1,'lcase1',' ',' '

FINISH

【ANASYS算例】ANSYS反应谱分析之进行静动叠加的图2


反应谱分析


/solu

antype,modal

modopt,subsp,6

MXPAND,6,0,0,1,0.05

outpr,all

outres,all,all

/output,3,txt

alls

solv

finish

!求解

tg=0.2

gra=9.81

A1=0.2*gra

Bmax=2*A1

*dim,ttt,,17

*dim,fre,,17

*dim,ace,,17

ttt(1)=0,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1,1.2,1.4,1.6,1.8,2,2.2,2.4,2.6,2.8,3

ace(1)=1*A1

ace(2)=Bmax

ace(3)=Bmax

*do,i,4,17

  ace(i)=Bmax*(tg/ttt(i))**0.6

*enddo

fre(17)=1e5

*do,i,2,17

  fre(18-i)=1/ttt(i)

*enddo

*do,i,1,17

  ttt(18-i)=ace(i)

*enddo

*do,i,1,17

  ace(i)=ttt(i)

*enddo

allsel

!=======获得谱解========

/solu

time,3

antype,spectr

spopt,sprs,20,yes

dmprat,0.04            !定义常阻尼比

sed,1                  !定义激励的方向

svtyp,2                !响应普为加速度

*do,i,1,17

   freq,fre(i)

   sv,,ace(i)

*enddo

solve

finish

!=======模态合并========

/solu

time,4

antype,spectr    !定义谱分析类型

srss,0,disp

solve

finish

!=======后处理=========

/post1

!set,list         !查看反应谱的合并结果

/INPUT,,MCOM

NSORT,U,x

NSORT,U,SUM

【ANASYS算例】ANSYS反应谱分析之进行静动叠加的图3


      反应谱分析完了,把计算结果定义为工况2.命令流如下所示。

!定义荷载工况2

LCDEF,2,1

!形成后续工况组合可以调用的工况文件lcase2,工况号2

LCWRITE,2,'lcase2',' ',' '

FINISH



静动叠加

我们小学二年级就学过,反应谱经过振型组合后,结果都是正值,但是实际的情况下肯定是有正有负的,比如地震时程分析中,结果是正负的。这是老师告诉我们我们需要静动叠加了,于是乎,我们需要将静力的结果分别加上和减去反应谱振型组合后的结果,两种叠加的结果才是我们需要的包络的结果。静动叠加的命令流如下。

!定义荷载工况2

LCDEF,2,1

!形成后续工况组合可以调用的工况文件lcase2,工况号2

LCWRITE,2,'lcase2',' ',' '

FINISH


静+动

【ANASYS算例】ANSYS反应谱分析之进行静动叠加的图4


静-动

【ANASYS算例】ANSYS反应谱分析之进行静动叠加的图5


    那么这个内容到这里的结束了,希望能给需要的小伙伴带来帮助,也希望大家能够继续支持我,后面给大家带来更多精彩的内容。



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