安庆长江铁路大桥ANSYSAPDL建模

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第二章在工具条上添加命令错误!未定义书签。

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第三章利用参数错误!未定义书签。

参数错误!未定义书签。

参数命名规那么错误!未定义书签。

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概念参数错误!未定义书签。

在运行进程中给参数赋值错误!未定义书签。

在启动时给参数赋值错误!未定义书签。

赋ANSYS提供的值给参数错误!未定义书签。

*GET命令的用法错误!未定义书签。

内嵌获取函数的用法错误!未定义书签。

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删除参数错误!未定义书签。

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字符参数值的置换错误!未定义书签。

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数字或字符参数的动态置换错误!未定义书签。

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保留、恢复、写参数错误!未定义书签。

数组参数错误!未定义书签。

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数组参数例如错误!未定义书签。

TABLE类型数组参数错误!未定义书签。

概念和列表显示数组参数错误!未定义书签。

给数组元素赋值错误!未定义书签。

给单独的数组元素赋值错误!未定义书签。

填凑数组向量错误!未定义书签。

交互式编辑数组错误!未定义书签。

利用*VREAD命令用数据文件填凑数组错误!未定义书签。

利用* TREAD命令用数据文件填充TABLE类型数组错误!未定义书签。

插入值错误!未定义书签。

把获取值存入数组参数或恢复数组参数值错误!未定义书签。

列出数组参数错误!未定义书签。

写数据文件错误!未定义书签。

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对数组参数的运算错误!未定义书签。

对向量的运算错误!未定义书签。

矩阵运算错误!未定义书签。

用于向量和矩阵运算的命令错误!未定义书签。

10.1有限元模型的建立/TITLE，3D analysis on shield tunnel in Metro ! 确定分析标题/NOPR !菜单过滤设置/PMETH，OFF，0KEYW，PR_SET，1KEYW，PR_STRUC，1 !保留结构分析部分菜单/COM，/COM，Preferences for GUI filtering have been set to display:/COM，Structural1．材料、实常数和单元类型定义/clear !更新数据库/prep7 !进入前处理器et,1,solid45 !设置单元类型et,2,mesh200,6save !保持数据（2）定义模型中的材料参数。

!土体材料参数mp,ex,1,3.94e6 !地表层土弹性模量mp,prxy,1,0.35 !地表层土泊松比mp,dens,1,1828 !地表层土密度mp,ex,2,20.6e6 !盾构隧道所在地层参数mp,prxy,2,0.30mp,dens,2,2160mp,ex,3,500e6 !基岩地层参数mp,prxy,3,0.33mp,dens,3,2160!管片材料参数，管片衬砌按各向同性计算mp,ex,4,27.6e9 !管片衬砌弹性模量mp,prxy,4,0.2 !管片衬砌泊松比mp,dens,4,2500 !管片衬砌密度!注浆层，参数按水泥土取值mp,ex,5,1e9 !注浆层弹性模量mp,prxy,5,0.2 !注浆层泊松比mp,dens,5,2100 !注浆层密度save !保持数据第1章大型有限元软件ANSYS简介2 2．建立平面内模型并划分单元（1）在隧道中心线定义局部坐标，便于后来的实体选取。

local,11,0,0,0,0 !局部笛卡儿坐标local,12,1,0,0,0 !局部极坐标csys,11 !将当前坐标转换为局部坐标wpcsys,-1 !同时将工作平面转换到局坐标cyl4,,,,,2.7,90 !画部分圆半径为2.7cyl4,0,0,2.7,0,3,90 !画管片层部分圆cyl4,0,0,3,0,3.2,90 !画注浆层部分圆rectng,0,4.5,0,4.5 !画外边界矩形aovlap,all !做面递加nummrg,all !合并所有元素numcmp,all !压缩所有元素编号rectng,4.5,31.5,0,4.5 !画矩形面nummrg,all !合并所有元素numcmp,all !压缩所有元素编号save !保持数据（2）划分单元，如图10-1所示。

桥址概况安庆长江铁路大桥是南京至安庆城际铁路和阜阳至景德镇铁路的重要组成部分，位于安庆前江口汇合口处下游官山咀附近，距上游已建成通车的安庆长江公路大桥约21km；线路在池州侧晏塘镇靠近长江的刘村附近右拐过江，过江后从安庆的长风镇穿过。

安庆铁路长江大桥全长2996.8m，其中主桥采用跨度为101.5+188.5+580+217.5+159.5+116m 的钢桁梁斜拉桥；非通航孔正桥采用6孔跨径64m预应力混凝土简支箱梁；东引桥采用16孔梁长32.6m预应力混凝土简支箱梁；跨大堤桥采用48.9+86+48.8m预应力混凝土连续箱梁；西引桥采用15孔梁长32.6m预应力混凝土简支梁及2孔梁长24.6m预应力混凝土简支梁，其中宁安线采用箱梁，阜景线采用T梁。

主桥桥式及桥型特点主桥采用103+188.5+580+217.5+159.5+117.5m两塔钢桁斜拉桥方案，全长1366m。

主梁为三片主桁钢桁梁，桁间距2x14m，节间长14.5m，桁高15m。

主塔为钢筋混凝土结构，塔顶高程+204.00m，塔底高程-6.00m，斜拉索为空间三索面，立面上每塔两侧共18对索，全桥216根斜拉索。

所有桥墩上均设竖向和横向约束，4#塔与主梁之间设纵向水平约束，3#塔与梁间使用带限位功能的粘滞阻尼器。

主梁为”N”字型桁式，横向采用三片桁结构，主桁的横向中心距各为14m，桁高15m，节间距14.5m[2]。

结构构造主桥采用两塔钢桁斜拉桥方案，主梁为三片主桁钢桁梁，主桁上下弦杆均为箱型截面，上弦杆内高1000mm，内宽1200mm，板厚20～48mm。

下弦杆内高1400mm，宽1200mm，板厚20～56mm。

下弦杆顶板向桁内侧加宽700mm与整体桥面板焊接。

腹杆主要采用H型截面。

H型杆件宽1200mm，高720和760mm，板厚20～48mm。

根据不同的受力区段选用不同的杆件截面，在辅助墩附近的压重区梁段，腹杆采用箱型截面杆件。

⽤ANSYS进⾏桥梁结构分析..⽤ANSYS进⾏桥梁结构分析宝来华龙海引⾔：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）。

一、ANSYS几何建模的方法有哪些，分别有什么特点？有限元模型的建立方法可分为：直接法：直接根据机械结构的几何外型建立节点和单元，因此直接法只适应于简单的机械结构系统。

间接法：适用于具有复杂几何外型、节点及单元数目较多的机械结构系统。

该方法通过点、线、面、体，先建立实体模型，再进行网格划分，以完成有限元模型的建立。

建立实体模型可以通过两个途径:由上而下由下而上由上而下建模：首先定义体（或面），然后对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状。

由下而上建模；首先建立关键点，用这些点建立线、面等。

二、ANSYS如何进行桥梁结构的有限元分析，分析蚀刻以使用那些单元？1、有限元程序分析的过程大致分为三个阶段：（1）建模阶段建模阶段是根据结构实际形状和实际工况条件建立有限元分析的计算模型——有限元模型，从而为有限元数值计算提供必要的输入数据。

有限元建模的中心任务是结构离散，即划分网格。

（2）计算阶段计算阶段的任务是完成有限元方法有关的数值计算。

由于这一步运算量非常大，所以这部分工作由有限元分析软件控制并在计算机上自动完成。

（3）后处理阶段它的任务是对计算输出的结果惊醒必要的处理，并按一定方式显示或打印出来，以便对结构性能的好坏或设计的合理性进行评估，并作为相应的改进或优化，这是结构有限元分析的目的所在。

2、桥梁结构常用单元点——质量块(Mass21)杆状结构——斜拉索、桁架结构(LINK1、Link8、Link10)等梁柱结构——支柱和横梁、纵梁等模拟梁单元,如Beam3、Beam4、Beam188/189(具有任意真实截面形状,无须计算几何特性)、beam44、BEAM54(变截面梁单元)等。

壳体结构——桥面板、腹板、横隔板等薄结构模拟板壳元,如shell63、shell93、shell91/99(250层复合壳)等。

实体结构——桥墩、桥台、桩基等实体结构模拟实体单元,如solid45、solid95、silod65(加筋混凝土单元,可以计算混凝土压溃、开裂及其破坏后的工作状态)等。

甘肃科技第２５卷为钢桁桥和第５跨的３２ｍ预应力钢筋混凝土简支梁桥共用，故将预应力钢筋混凝土简支梁的一半质量加在４号墩墩顶。

全桥模型顺桥向为ｚ方向（正方向为小里程侧），横向为ｘ方向，竖向为Ｙ方向，具体如图２、图３所示。

围２平列式公铁两用大桥全轿空同模型图３平列式公铁两用大桥上部结构模型（局部）３由静力特性探析公路部分对大桥的影响结构的变形特点反映了结构受力的综合情祝，掌握桥梁受外荷载作用后各个节点的位移变化情况，是了解该类桥梁结构工作状态的一个重要参数。

对平列式公铁两用大桥的静力分析主要是围绕结构的变形展开的。

假如拆除伸出的钢悬臂以及钢筋混凝土简支梁，很明显，该桥仅为连续下承式钢桁梁，属平行弦的连续桁梁，故可把它进行简化，近似地看成具有等截面惯矩的不等跨连续梁。

经分析不难发现，无论中一荷载从哪个方向进入，都会使连续梁第四跨承受最不利的荷载，为更加全面地了解桥梁的力学特性，将第三跨也纳入研究，据此拟定大桥第三跨和第四跨上相应节点挠度为分析对象。

依据设计荷载，在进行静力分析时分为３种荷载工况：（１）第一工况，中＿２２级荷载单独加载；（２）第二工况，汽１３级荷载单独加载；（３）第三工况，汽车荷载和列车荷载共同加载。

在模拟列车荷载的作用时，考虑轮轴荷载的大小和位置等，根据荷载分布情况最终作用在纵梁上翼缘上，汽车荷载的模拟是以钢筋混凝土简支梁的支反力反作用力的形式作用在钢悬臂上，这样能比较准确地模拟荷载作用，以上荷载均加于最不利位置处。

运用ＡＮＳＹＳ对所建立的模型进行结构挠度计算，可得到荷载作用下各个单元的具体挠度值，对计算结果进行整理，得到全桥主桁架在主要控制点不同工况下的挠度值如表ｌ所示。

表１各工况下位移值单位．ｍｍ注：４—１／２上一指从大里程侧算起第４跨钢桁梁上游侧Ｌ／２处；位移值为负表示变形向下。

通过表１可以很清楚地看出，在工况一荷载作构的扭转变形也更大，上下游两片主桁在相对应节用下，最大竖向向下位移发生在第四跨跨中节点处，点位移同第二工况不同，竖向位移值的符号都为同最大为一１４．７１ｒａｍ，上下游两片主桁相对应节点位正或者同负。

ANSYS基础教程—APDL基础发表时间：2011-3-17关键字：ANSYS ANSYS教程 APDL基础信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享本文主要介绍APDL基础功能，包括：定义参数、利用参数、获取数据库信息方面展开。

概述·APDL 是ANSYS 参数化设计语言的缩写,它是一种允许使用参数并能完成一系列任务的强大的程序语言。

·使用APDL, 可以：–用参数而不是用数值输入模型尺寸，材料类型等。

–从ANSYS 数据库中获取信息, 比如节点位置或最大应力。

–在参数中进行数学运算，包括矢量和矩阵运算。

–把常用的命令或宏定义成缩写形式。

–建立一个宏使用if-then-else分支和do循环等来执行一系列任务。

A. 定义参数·用以下格式定义参数Name=Value–可以在输入窗口或标量参数对话框中输入(Utility Menu > Parameters > Scalar Parameters...)–参数名不能超过8个字符。

–值可以是一个数值，一个以前定义过的参数，一个函数，一个参数表达式，或者一个字符串（用单引号括住）。

·例子:inrad=2.5 g=386outrad=8.2 massdens=density/gnumholes=4 circumf=2*pi*radthick=outrad-inrad area=pi*r**2e=2.7e6 dist=sqrt((y2-y1)**2+(x2-x1)**2)density=0.283 slope=(y2-y1)/(x2-x1)bb=cos(30) theta=atan(slope)pi=acos(-1) jobname=‘proj1’用*SET 看有用参数列表·以上例子是关于标量参数的, 它只有一个值—数字或者字符。

·ANSYS 也提供数组参数, 它有若干个值。

数字数组和字符数组都是有效的。