ANSYS桥梁工程应用实例分析

第6章ANSYS桥梁工程应用实例分析

*克

>构造分析详细环节»构造静力分析

»桁架构造建模措施>构造模态分析

>4*经典政果图

6.1引言

AXSYS通用有限元软件在土木工程应用分析中可发挥巨大口勺作用。我们用它来分析桥梁工

程构造，可以很好的J模拟多种类型桥梁的受力、施工工况、动荷载的耦合等。

A\SYS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日勺桥梁。静力分析中，

可以较精确的J反应出构造的变形、应力分布、内力状况等；动力分析中，也可精确的体现构造

的自振频率、振型、荷载耦合、时程响应等特性。运用有限元软件对桥梁构造进行全桥模拟分

析，可以得出较精确的分析成果。

本章简介桥梁构造的模拟分析。作为一种重要的工程构造，桥梁H勺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，不一样类型H勺矫梁

可以采用不一样日勺建模措施。桥梁的J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，重要的模拟分析过程如下：

（1）根据计算数据，选拦合适的单元和材料，建立精确的桥梁有限元模型。

（2）施加静力或者动力荷载，选择合适的边界条件。

（3）根据分析问题的不一样，选择合适的求解器进行求解。

（4）在后处理器中观测计算成果。

（5）如有需要，调整模型或者荷载条件，重新分析计算。

桥梁口勺种类和分析内容众多，不一样类型桥梁的口勺分析过程有所不一样，分析侧重点也不

一样样。在这里仅仅给出大体的分析过程，详细内容还要看详细实例H勺状况。

6.2经典乔梁今折横刎过程

创走物理环境

建立桥梁模型之前必须对工作环境进行一系列的设置。正入ANSYS前处理器，按照如下6

个环节来建立物理环境：

1、设置GUT菜单过滤

2、定义分析标题（/TITLE）

3、阐明单元类型及其选项（KEYOPT选项）

4、设置实常数和单位制

5、定义材料属性

1.设置GUI菜单过滤

假如你但愿通过GUI途径来运行ANSYS,当ANSYS被激活后第一件要做H勺事情就是选

择菜单途径：MainMenu>Preferences,执行上述命令后，弹出一种如图6-1所示H勺对话框出现

后，选择Structural这样ANSYS会根据你所选择H勺参数来对GUI图形界面进行过滤，选择

Structural以便在进行构造分析时过滤掉某些不必要於J菜单及对应图形界面。

图6-1GUI图形界面过滤

2.定义分析标题

在进行分析前，可以给你所要进行H勺分析起一种可以代表所分析内容H勺标题，例如“truss

bridge"，以便可以从标题上与其他模型区别。用下面F1'、JGUI措施定义分析标题。

命令：/TITLE

GUI：UtilityMenu>FiIe>ChangeTitle

图6-2GUI定义标题

3.定义单元类型及其选项（KEYOPT选项）

与ANSYSH勺其他分析同样，构造分析也要进行对应H勺单元选择。ANSYS软件提供了100

种以上的单元类型，可以用来模拟工程中的多种构造和材料，多种不一样的单元组合在一起,

成为详细的物理问题的I抽象模型。在桥梁构造模拟分析中，最常用的单元是梁单元，例如，梁

单元可模拟不一样截面的钢梁、混泥土梁等；壳单元和杆单元也很常用，壳单元可以模拟桥面

板箱梁等薄壁构造，杆单元可以模拟预应力钢筋和桁架等。定义好不一样的单元及其选项

(KEYOPTS)后，就可以建立有限元模型。可以采用线性或者非线性的构造单元。

表6-1桥梁分析常见单元

单元维数形状和自由度特性

线形，2节点，刚性杆，可承受拉力和压力，用来定义桁架等。

LINK83-D

3自由度可定义其截面积和初始应变。和初始应变。

线形，2节点，只能承受拉力的柔性杆，用来模拟索单元。可定

LINK103-D

3自由度义其截面积和初始应变。

线形，2节点，二维弹性梁，可定义其截面积、惯性矩、初始应

BEAM32-D

3自由度变、截面高度等。

线形，2节点，三维弹性梁，可定义其截面积、截面形状、三向

BEAM43-D

6自由度惯性矩、初始应变、截面高宽等。

变截面不对称，2三维弹性梁，可定义多种截面H勺截面积、截面形

BEAM443-D

节点，6自由度状、三向惯性矩、初始应变、截面高宽等。

四边形或三角形，三维弹性壳，可定义其节点处厚度、刚度、初始

SHELL633-D

4节点，6自由度弯曲曲率等。

设置单元以及其关键选项的方式如下:

命令：ET

KEYOPT

GUI：MainMcnu>Preprocessor〉ElementTypc>Add/Edit/Dclctc

图6-3（a）GUI添加单元类型

UJLibraryofEleaentTypes

LibraryofElenentTypesStructuralNass人taperedS4.

■；rfinite总

2nodo

Pipa3nod©

Solid

Shellplastic24

Solid-Shelltar>«red44

Constraint

Hypcralastic3Delast&e

Elenenttypereferencenunber

Apply

图6-3（b）GUI选择单元类型

4.设置实常数和单位制

单元实常数和单元类型亲密有关，用R族命令（如R,RMODIF等）或其对应GUI菜单

途径来阐明。例如在构造分析中，你可以用实常数定义梁单元的横截面积、惯性矩以及高度等。

当定义实常数时，要遵守如下二个规则：

1）必须按次序输入实常数。

2）对于多单元类型模型，每种单元采用独立的实常数组（即不一样的JREAL参照号）。

不过，一种单元类型也可同步注明几种实常数组。

命令：R

GUI：MainMenu>Preprocessor〉RealConstants>Add/Edir/Delete

图6-4(a)GUI定义实常数

图6-4(b)GUI定义实常数

在构造分析中，系统没有设置单位制，我们可以根据自己的需要选用多种单位制。在本章

的实例中，所有算例都采用国际单位制，即m、N、kg、s、Pa、Hz等。

5.创立截面

在桥梁构造分析中，采用梁单元一般都需要定义梁单元的截面。在ANSYS中，既可以建

立一般的截面（即原则的几何形状和单一的材料），也可以建立自定义截面（即截面形状任意也

可以是多种材料）。

命令：SECTYPE

SECDATA

SECOFFSET

GUI：MainMenu>Preprocessor〉Sections>Beam>CommonSectionso

也可以通过顾客定义网格建立自定义截面，此时必须建立顾客网个文献。首先要建立一种

2D实体模型，然后保留

命令：SECVVRITE

GUI：MainMenu>PreprocessorSections>Beam>WriteSecMesh。

6.定义材料属性

桥梁几何模型中可以有一种或多种材料：包括多种性质的钢、混凝土、地基土和刚臂等等。

每种材料区都要输入对应的材料特性。

ANSYS程序材料库中有某些已定义好材料特性的材料，可以直接使用它们，也可以修改

成需要的形式再使用。在桥梁工程分析中，使用的材料比较简朴，基于线形分析得的桥梁构造,

基本选择线弹性材料（Linear线性、Isotropic各向同性）。定义材料属性方式如下:

命令：MP

GUI：MainMenu>PreprocessorMaterialProps>MaterialModels〉StructuralLinear>

Isotropic,如图6-5(a)o

在材料属性中，我们需要输入口勺数据有：弹性模量(EX)、泊松比(PRXY)、密度(Density)、

材料阻尼(Damping)等等。

对于非线性材料，可以选择Nonlinear,如图6-5(b)：

注：1)必须按照形式定义刚度(如弹性模量EX,超弹性系数等)。

2)对于惯性荷载(重力)，必须定义质量计算所需时数据，如密度DENS。

3)对于温度荷载，必须定义热膨胀系数ALPX。

图6-5(a)GUI设置材料属性选项

图6-5(b)GUI设置材料属性选项

也犊、指定特但、今网

在ANSYS构造分析中，有两种建立有限元原模型的方式。第一种措施为直接建立节点单

元，形成有限元模型，可自己控制每一种单元，不需要程序划分单元，这种措施可以用来建立

构造比较简朴形式单一的J桥梁构造；第二种措施是先建立几何体模型，然后再运用软件将几何

模型划分单元而形成有限元模型，这种措施合用于构造复杂的桥梁。

(1)第一种措施：

命令：N

GUI：MainMenu>Preprocessor〉Modeling>Create>Nodes

命令：E

GUI：MainMenu>Preprocessor〉Modeling>Create>Elements

（2）第二种措施：

命令：K

GUI：MainMenu>Preprocessor〉Modeling>Create>Keypoints

命令：L

GUI：MainMenu>PreprocessorModeling>Create>lines

命令：A

GUI：MainMenu>Preprocessor〉Modeling>Create>Areas

命令：V

GUI：MainMenu>PreprocessorModeling>Create>Volumes

几何模型操作：

GUI：MainMcnu>PreprocessorModeling>Opcrate

Extrude：拉伸

ExtendLine：延长线

Booleans：布尔操作

Intersect：相交截取交集

Add：相加

Subtract：相减

Divide：分割

Glue：粘贴

Overlap：搭接

Partition：提成多种小区域

Scale：梯度

合理H勺运用以上操作，可以建立出非常精确的构造体几何模型。然后就可以对几何模型进

行网格划分，形成有限元模型。划分单元详细操作如下：

命令：LSEL（选择要划分R勺线单元）

TYPE（选择单元类型）

MAT（选择材料属性）

REAL（选择实常数）

ESYS（单元坐标系）

MSHAPE（选择单元形状）

leshTool

El&mentAttiibutet:MSHKEY（选择单元划分方式）

|GkbaljdfLl

厂SmditSizeLMESH（开始划分线单元）

dJ

Fine6Coaise

SizeControls:GUI：MainMenu>PreprocessorMeshing>MeshTool

Global

Areas*

在划分单元之前，首先要对单元大小形状等进行合适时控制，否

Line?sa1

Copy|

3

Layer则也许出现意想不到的）划提成果。目前以MeshTool工具条为例，阐

KeyplsS&|

明划分单元时措施。如图6-6。

Me$h1Volumesjd

Shape"Tet「Hex

6目近CMappodElementAttributes：选择单元类型、材料属性、实常数、单元坐

13a4Md二1

MezhCledr标系、截面号。

Refineat|Elements三］

R&ine

OoseHelp

SmartSize：控制模型细部单.元精细度

SizeControls：通过给定儿何体分段日勺大小或者数量控制各个几何体上面单元数量与大小。

Mesh：划分单元（点、线、面、体）。单元形状分为：三角形或四面体（Tet）、四边形或六

面体（Hex）；划分方式分为：自由划分、影射划分、扫掠划分。

注：1）应力或应变急剧变化H勺区域（一般是我们感爱好的区域），需要比应力或应变近乎

常数的区域较密的网格。

2）在考虑非线性的影响时，要用足够的网格来得到非线性效应。如塑性分析需要相称

的积分点密度，因而在高塑性变形梯度区需要较密的网格。

图6-6MeshTool工具条

施加边界条件右载希

在施加边界条件和载荷时，既可以给实体模型（要点、线、面）也可以给有限元模型（节

点和单元）施加边界条件和载荷。在求解时，ANSYS程序会自动将加到实体模型上的边界条件

和载荷转递到有限元模型上。

在GUI方式中，可以通过一系列级联菜单，实现所有的加载操作。GUI途径如下：

GUI：MainMcnu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural

这时，ANSYS程序将列出构造分析中所有的边界条件和载荷类型。然后根据实际状况选

择合理的边界条件或载荷。

ANSYSMainMenu

°Preferences

ElPreprocessor例如，要施加均布荷载到桥面板单元上，GUI途径

□Solntion

(BAnalysisType

□DefineLoads

E)Settings如下：

BApply

0Structural

isplacesent]

ROnLinesGUI：MainMenu>Preprocessor〉DefineLoads>

㈤OnAreas

㈤OnKeypoints

ROnBodes

不OnVodcCoaponcntxApply>Structural>Pressure>OnElements/OnAreas

田SywaetryB.C.

SAntisy>BB.C.

HForce/loaent也可以通过命令来输入载荷，几种常见勺构

(3PressureANSYSH

田TeBperature

□

Inertia

PretnsnSectn造分析荷载如下：

GePlan❷Strain

□

Other

□FieldVoloaeIntr

E]InitiolCondin(1)位移(UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ)：

国Lo・dVector-

E)Functions

SDelete

E)Operate这些自由度约束往往施加到模型边界上，用以定义

田LoadStepOpts

刚性支撑点。也可以用于指定对称边界条件以及已知运

动的点。例如：一种有三个自由度的I二维简支梁单元，边界条件即为：i端点约束UX、UY

方向位移，j端点约束UY方向位移。桥梁构造分析中，位移约束一般加载于桥墩基础处、

主梁支座处、梁端等处。位移约束可以施加在点、线、面、节点上，最终都会转化为施加

在节点上面的约束。由标号指定的方向是按照节点坐标系定义的。

图6-7施加荷载菜些

命令：D

GUI：MainMenu>PreprocessorDefineIx)ads>Apply>StructuralDisplacementorPotential

GUI：MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>StructuralDisplacement

(2)力(FX,FY,FZ)/力矩(MX,MY,MZ)

这些集中力一般在模型日勺外边界上指定，其方向是按节点坐标系定义的。集中力或弯

矩可以模拟桥梁上的集中力荷载。例如：当车辆行驶于桥梁上面时，轴重简化为一组集中

力作用于梁上，来计算梁的受力状况。集中力或弯矩只能施加在要点或者节点上面。

命令：F

GUI：MainMenu>PreprocessorDefineLoads>Apply>Structural>Force/Moment

GUI：MainMenu>Solutior)>DefineLoads>Apply>Structural>Force/Moment

(3)压力荷载(PRES)

这是表面荷载，一般作用于模型外部。正压力为指向单元面(起到压缩口勺效果)。沟布

荷载和梯度荷载都属于压力荷载，在桥梁构造分析中会常常施加压力荷载。例如在桥面板

上施加均布的人群荷载，就需要选择桥面板单元，然后在选择H勺单元或者面上面施加压力。

值得注意的是，在三维H勺面上施加压力时，要注意面H勺方向与压力的方向。压力荷载可以

施加在线、面、节点、单元、梁上。

命令：SF

GUI：MainMenu>PreprocessorDefineLoads>Apply>Siructural>Pressure

GUI：MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Pressure

(4)惯性力荷载(用来加载重力、旋转等)

ANSYS构造分析中，一般通过施加惯性力来施加构造的重力。同步也可以用来施加加

速度。用来加载重力的惯性力与重力加速H勺方向相反。定义惯性荷载之前必须定义密度。

例如：重力方向为Y轴H勺负方向，则加的惯性力应当为Y轴的正方向。

命令：ACEL

GUI：MainMenu>Preprocessor〉DefineLoads>Apply>StructuralInertia>Gravity

GUI：MainMcnu>Solution>DefineLoads>Apply>StructuralIncrtia>Gravity

求解

构造分析H勺求解种类比较多，应根据不一样的需要选择不一样的求解方式。基本H勺求解过

程过程如卜.:

1.定义分析类型

在定义分析类型和分析将•用的方程求解器前，要先进入SOULUTION求解器。

图6-8GUI选择分析类型

命令：/SOLU

GUI：MainMenu>Solution

选择分析类型。

命令：ANTYPE

GUI：MainMenu>Solution>AnslysisType〉NewAnalysis,如图6-8。

桥梁构造常用日勺分析类型有：

（1）静力分析

静力分析是桥梁构造分析中的重要环节，静力分析成果必须要满足设计规定。通过静力计

算，可以求解出构造的位移、内力、应力分布、变形形状、稳定性等。

命令：ANTYPE,STATIC,NEW

GUI：MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalysis

然后选择“static”选项，点击“OK”。

假如是需要重启动一种分析（施加了此外的J鼓励），先前分析日勺成果文献几加”次.EMAT,

Jobname.ESM/和Johname.DB还可用，使用命令ANTYPE,STATIC,RESTo

（2）模态分析

在模态分析中，我们可以求解出构造的自振频率以及各阶振型，同步也可求出每阶频率的

参与质量等等。而在谱分析之前，必须进行模态分析。

命令：ANTYPE,MODAL,NEW

GUI：MainMenu>Solution>AnalysisTypoNewAnalysis

然后选择“Modal”选项，点击“OK”。

模态分析由4个重要环节构成：

/建模。

/加载及求解。除了零位移约束之外H勺其他类型的的荷载——力、压力、加速度等可以

在模态分析中指定，不过在模态提取时将被忽视；求解输出内容重要有固有频率、参

与系数表等。

/扩展模态。指将振型写入成果文献，得到完整的振型；在扩展处理前必须明确的离开

求解器(FINISH)并且重新进入求解器。

,观测成果。末态分析成果包括：固有频率、扩展振型、相对应力和力分布。在P0ST1

中观测成果。

注意：在模态分析中只有线性行为是有效H勺，假如指定了非线性单元，它将被看作是线性

的；在模态分析中必须指定杨氏模量EX和密度DENSo

(3)瞬态分析

瞬态分析常常用于分级计算构造受到忽然加载口勺荷载时的响应状况。例如在桥梁构造分析

中，桥梁受到地震鼓励的时程作用，或者计算桥墩受到忽然撞击的状况，都可以选择使用瞬态

分析来计算构造响应。详细简介见第7章。

命令：ANTYPE,TRANS,NEW

GUI：MainMenu>Solulion>AnalysisType>NewAnalysis

然后选择“Transient”选项，点击“OK”。弹出如图6-9对话框。选择合适的求解方式，

点击“OK”。

QTransientAnalysis

[TRMDPT]SUutionmethod

汗加匚：

R«dicad

「HodtSuperpos'n

[IJJIPN]Ustlunpodn«ss^prox?厂No

OKICutcUIH«lp

图6-9瞬态分析选项

（4）谱分析

谱分析是一种将模态分析戌果与一种已知日勺谱联络起来计算模型日勺位移和应力的分析技

术。谱分析替代时间-历程分析，重要用于确定构造对随机荷载或随时间变化荷载（如地震、风

载、波浪等等）的动力响应状况。在构造分析中，谱分析常用在计算构造受到震动鼓励状况下

的响应。最常用的就是地震反应谱。注意在谱分析之前要先进行模态分析。

命令：ANTYPE,SPECTR,NEW

GUI：MainMenu>Solution>AnalysisTypoNewAnalysis

然后选择“Spectrum”选项，点击“OK然

谱分析的全过程包括如下儿步：

/建立模型。

/模态分析。注意只有Block法、Subspace法和Reduced法才对谱分析有效。

/谱分析。输入反应谱，有加速H勺反应谱、位移反应谱、速度反应谱、力反应谱等,

/扩展模态。扩展振型之后才能在后处理器中观测成果。

/合并模态。模态的I组合方式在桥梁构造设计规范中规定选择SRSS方式，即先求平方

和再求平方根。

/观测成果。

2.定义分析选项

定义好分析类型之后，就好设置分析选项。每种分析的分析选项对话框各不相似。

（1）静力分析

命令：EQSLV

GUI：MainMenu>Soluticn>AnalysisType>AnalysisOptions

在求解选项中，可以看看到如图6-10的菜单。

图6-10GUI静力分析求解选项卡

Basic：

SmallDisplacementStatic（小位移静力分析）

LargeDisplacementStatic（大位移静力分析）

SmallDisplacementTransient（小位移瞬态分析）

LargeDisplacementTransient（大位移瞬态分析）

Calculateprestresseffect:计算预应力效应）

Timeatendofloadstcp（最终一种荷载步的时间）

Numberofsubsteps（通过荷载子步控制）

Timeincrement（通过时间增量控制）

WriteItemstoResultsFile（成果文献输出设置）

在Basic中的设置，提供了分析中所需H勺至少数据。一旦Basic标签中H勺设置满足后来，

就不需要设置其他标签中的I选项，除非由于要进行高级控制而修改其他缺省设置。

注：I）在设置ANTYPE和NLGEOM时，如进行一种新的分析并忽视大变形效应（如大

挠度、大转角、大应变）时，请选择“SmallDisplacementStatic"项。如预期有大挠度（如弯

曲的长细杆）或大应变，则选择uLargeDisplacementStalic”项。假如想重启动一种失败内非

线性分析，或者顾客已经进行了完整H勺静力分析，而想指定其他荷载，贝IJ选择“RestartCurrent

Analysisw项。

2）在设置TIME时，记住这个荷载步选项指定该荷载步结束时时间，缺省值为1。对

于后继时荷载步，缺省值为1加上前一种荷载步指定的时间。

3）在设置.OUTERS时，记住：缺省时只有1000个成果集记录到成果文献中，假如

超过这一数目，程序将出错停机。可以通过/CONFIG,NRES命令来增大这一限值。

（2）模态分析

命令：EQSLV

GUI：MainMenu>Solution>AnalysisType>AnalysisOptions.弹出对话框模态分析选项设

置对话框，如图6-11（a）。

模态分析措施一共有7种（字空间法、分块Lanczos法、PowcrDynaniics法、缩减法、非

对称法、阻尼法、QR阻尼法），前四种措施是最常用H勺模态提取措施。

桥梁构造分析计算中一般采用分块Lanczos法和子空间法。常用选项意义如下：

No.ofmodestoextract（提取模态数）：除缩减法以外的其他模态提取该选项都是必须设置

的。

Expandmodeshapes（与否扩展模态）：假如准备在谱分析之后进行模态扩展，该选项应当

设置为NOo

No.ofmodestoexpand（扩展模态数）：该选项只在采用缩减法、非对称法和阻尼法时规定

设置。

Calculateelemresults（计算单元成果）：假如想得到单元求解成果，需要打开此项。

Inclprestresseffects（与否包括预应力效应）：该项用于确定与否考虑预应力对构造震动的I

影响。缺省分析过程不包括预应力效应，即构造处在无预应力状态。

QlodalAnnlyxiJ

[W0MF7]Modeextractiondhod

GBlockLiftczoi

Subspace

「Powerdynanics

Reduced

Vnzyinetrxc

'Dsp*d

QRDtfipad

No。£codestoextract0

(nuztb«zp«cififtdfor«11mthod:txcoptth。Radusd»athod)

[WXPAJID]

Expandnod*zhapasqY«Z

MW)DEMo.ofnodestoexpand0

Elc«lc。1"results?—bo

[LUMPH]UselunpedMZSapprox?厂加

•ForP9werdynanicslumpedntsiapproxwillb-ustd

[FSTRZS]Indpr«str«ss♦ffyQ。p

[RSAVE]lUnory厂3

"onlyapplies>£thePowerDynsicsnethodisselected

OK1Cancel1Kelp

图6-11(a)GUI模态分析求解选项卡

♦当选择分块Lanczos法时，点击OK后弹出如图6-11(b)对话框，在对话框中输入起始

频率和截止频率。也就是给出一定的频率范围，程序最终计算出H勺自振频率成果在所给频率范

围之内。

图6-11(b)GUI模态分析求解选项卡

分块Lanczos法用于提取大模型的多阶模态(40阶以上.)，模型中包括形状较差的实体和

壳单元时提议采用此法，最合用于由壳或壳与实体构成的模型，速度快。内存规定中，存贮规

定低。

♦当选择子空间Subspace法时，点击OK后弹出如图6-11(c)对话框。点击OK完毕设置。

图6-11(c)GUI模态分析求解选项卡

QSolutionControls区）

Basic|]Sol'nOptions|bonlfoar|AdvancedNL|

AnalysisOption:WriteIt«nztoResultsfile

Displ«ceventTransient习(•Allsolationit«»s

「Cdculftt«prestress«ff«cts「BasicQuantities

CVs«rsaL«ct«d

TineCoMr。1NodalDOF

Nod&R8cHmLoach

Tii*«atendofloadst«p|0

Autg.kcstepping|ProgChosen

ElerrertSdUion色

GNunbirofsubst^pzFrequency：

<Tineincrenent

(Writel&stsnbsteponly』

Xsber“sxxbst«ps5

noofsubst«psB

Hinnoofsubst«psB

OKCancelHelp

图6-12GUI瞬态分析求解选项卡

子空间Subspace法用于提取大型模型的少数阶模态（40阶如下），适合于很好的实体及

壳单元构成的模型，内存规定低，存贮规定高。

(3)瞬态分析

命令：EQSLV

GUI：MainMenu>Soluticn>AnalysisType>AnalysisOptions

详细简介见第7章。

出现口勺对话框如图6-12,选项设置与静力分析相似。

(4)谱分析

命令：EQSLV

GUI：MainMenu>Soluticn>AnalysisType>AnalysisOptions

选择谱类型，如图6-13：

Single-plresp（单点响应谱分析）

Multi-plrespons（多点响应谱分析）

D.D.A.M（动力设计分析）

P.S.D（功率谱密度分析）

构造分析常采用第一种单点响应谱分析。详细简介见第7章。

图6-13GUI谱分析求解选项

在谱分析中，必须进行模态扩展，模态扩展要重新回到模态分析中进行模态扩展。执行如

下命令。

命令：ANTYPE,MODAL,NEW

GUI：MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalysis

然后选择“Modal”选项，点击“OK”。

3.备份数据库

用工具条中的“SAVEDB”按钮来备份数据库，假如计算过程中出现差错•，可以以便地恢

复需要的模型数据。恢复模型时.重新进入ANSYS,用下面的命令:

命令：RESUME

GUI：UtilityMenu>Fi)e>ResumeJobname.db

4.开始求解

对于简朴的静力分析，一次加载求解可以计算出成果。例如计算在自重作用下，钢梁内挠

度变形，施加于属于荷载之后只需规定解一次便得成果。

对于动荷载来说，加载方式比较复杂，并且要通过多次求解才能得出最终止果。例如，计

算钢梁在一段地震波作用下的响应，就需要将地震波加速度准时间提成小段，一次一次附加载

到构造上面并旦每加载一次都规定解一次，最终才能得到钢梁在地震波作用下的时程响应c对

于施加复杂动荷载，往往采用命令流输入方式，菜单方式输入比较繁琐。

用下面GUI方式进行静力争解：

命令：SOLVE

GUI：MainMcnu>Solution>Solvc>CurrcntLS

检查弹出H勺求解信息文档，确认没有错误之后，单击如图6-14对话框中的“0K”。

0SolveCurrentLoadStcp

(S)LVE]BeginSolutionofCurrentLoadStep

Rma*th。sunnaryinfornationinth«windov(«ntitl«d

*/5TATUSConnond*),thanprazsOKtostartth。solution.

:……jjk……“鼻Cancel|Heb

图6-14确认求解对话框

5.完毕求解

命令：FINISH

GUI：MainMenu>Finish

后处理(全看花算我累)

ANSYS程序将计算成果贮存到成果文献Jobname.rmg中去，其中包括：

＞基本解：

节点位移(UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ)

＞导出解：

•节点和单元应力

•节点和单元应变

・单元力

•节点反力

•等等

可以在•般后处理器POST1或者时程后处瞄POST2G其中观看处理成果。

命令：/POST1

GUI：MainMenu＞GeneralPostproc

命令：/POST26

GUI：MainMenu〉TimeHistPostproc

注意：若但愿在POST1和POST26后处理器中杳看成果.在数据库中必须包括与求解相似

的模型。同步，成果文献加卬〃e.RST也必须存在。

检查成果数据，方式如下：

1、从数据库文献中读入数据

命令：RESUME

GUI：UtilityMenu>File>Resumefrom

2、读入合适的成果集。用荷载步、子步或时间来辨别成果数据库集。若指定的时间值不

存在对应H勺成果，ANSYS会将所有数据通过线性插值得到该时间点上的成果。

命令：SET

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>Results>ReadResuloByLoadStep

假如模型不在数据库中，需用RESUME命令后再用SET命令或其等效途径读入需要口勺数

据集。

要观测成果文献中的解，可使用LIST选项。可以分别看不一样加载步及子步或者不一样

步间的成果数据集。

经典的POST1后处理操作：

1.显示变形图

命令：PLDISP

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>DeformedShape

PLDISP命令的KUND参数使顾客可以在原始图上迭加变形图。

2.列出反力和反力矩

命令：PRESOL

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>ReactionSolu

列出约束节点U勺反力和力矩。为了显示反力，执行ZPBC,RFOR,,1,然后显示所需节点

或单元（NPLOY或者EPLOYT）。假如要显示反力矩，用RMOM替代RFOR。

3.列出节点力和力矩

命令：PRESOL,F（或M）

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>ElementSolution

也可以列出所选择的节点集的I所有节点的力和力矩。首先选择节点，然后列出作用于这些

节点上的所有力。

命令：FSUM

命令：TotalForceSum

也可以在选择H勺节点上检查所有力和力矩。对于处在平和状态的I实体，除荷载作用点和存

在反力的节点以外H勺所有点上，其荷载总合为0：

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>NodalCalcs>Sum@EachNode

MainMenu>GeneralPostproc>OptionsforOutpt,指明检查方向：

,所有（缺省）

/静力分量

/阻尼峰量

/惯性力分量

对于处在平衡状态地实体，除荷载作用点或者存在反力荷载日勺节点外，其他所有节点的总

载荷为Oo

4.线单元成果

对于线单元，可以得到应力、应变等导出数据，成果数据用一种标号和一种序列号组合，

或用元件名来区别。

命令：ETABLE

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>ElementTable>DefineTable

定义好单元数据表之后，可以显示线单元成果，即可以显示弯矩图、剪力图、轴力图等。

命令：PLLS

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>PlotRcsults>ContourPlot-LineElcm

5.误差评估

在实体和壳单元H勺线性静力分析中，通过误差评估列出网格离散误差日勺评估值。这个命令

按构造能量模（SEPC）计算和列出误差比例，代表一种特定时网格离散的J相对误差。

命令：PRERR

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>PercentError

6.等值线显示

几乎所有H勺成果项都可以显示为等值线，如应力（SX,SY,SZ等）、应变（EPELX、EPELY、

EPELZ等）和位移（UX,UY,UZ等）。PLNSOL和PLESOL命令H勺KUND域使我们可以在

原始构造上迭加显示。

命令：PLNSOL

PLESOL

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot-NadalSolu

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot-ElementSolu

显示单元表数据和线单元数据：

命令：PLETAB

PLLS

GUI：MainMenu>GeneralPostproOElementTable>PlotElementTable

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot-LineElemRes

7.矢量显示

对于观测矢量如位移（DISP）、转角（ROT）、主应力（SI,S2,S3）,矢量显示（不要与

欠量模态混淆）是一种有效的措施。

显示矢量：

命令：PLVECT

GUI：MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>VectorPlot>Predefined

矢量列衣：

命令：PRVECT

GUI：Main^