基于ANSYS的框架结构地震荷载分析
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在ANSYS里做地震分析时,需要对结构施加地震惯性荷载,地震惯性力是通过加速度的方式输入进结构的,然后与结构的质量一起形成动力计算时的惯性荷载,下面说一下在ANSYS 里施加地震惯性力的方法。
首先,将三个方向的地震加速度放到一个文本文件里,如accexyz.txt,在这个数据文件里共放三列数据,每列为一个方向的地震加速度值,这里仅给出数据文件中前几行的数据:-0.227109E-02 -0.209046E+00 0.467072E+01-0.413893E-02 -0.168195E+00 0.261523E+01-0.574753E-02 -0.157890E+00 0.809014E-01-0.731227E-02 -0.152996E+00 0.119975E+01-0.876865E-02 -0.138102E+00 0.130902E+01-0.101067E-01 -0.131582E+00 0.143611E+00 .......................然后,再建一个文本文件用来存放三个方向的地震加速度时间点,如time.txt,在这个数据文件里仅一列数据,对应于加速度数据文件里每一行的时间点,这里给出数据文件中前几行数据:0.100000E-010.200000E-010.300000E-010.400000E-010.500000E-010.600000E-01.......................编写如下的命令流文件,并命名为acce.inp*dim,ACCEXYZ,TABLE,2000,3 !01行*vread,ACCEXYZ(1,1),accexyz,txt,,JIK,3,2000 !02行(3e16.6) !03行*vread,ACCEXYZ(1,0),time,txt !04行(e16.6) !05行ACCEXYZ(0,1)=1 !06行ACCEXYZ(0,2)=2 !07行,同上ACCEXYZ(0,3)=3 !08行,同上finish/SOLUANTYPE,transbtime=0.01 !定义计算起始时间etime=15.00 !定义计算结束时间dtime=0.01 !定义计算时间步长*DO,itime,btime,etime,dtimetime,itimeAUTOTS,0NSUBST,1, , ,1KBC,1acel,ACCEXYZ(itime,1),ACCEXYZ(itime,2),ACCEXYZ(itime,3) !施加三个方向的地震加速度SOLVE*ENDDO最后,在命令窗口里输入/input,acce,inp即可对结构进行地震动力分析。
ANSYS中进行地震谱分析-ANSYSWorkbench-CAE软件-沈沉C...ANSYS中进行地震谱分析转自:这几天仔细研究了如何使用ANSYS进行地震谱分析的问题。
和大家分享下,不过有些问题我也不是太明白。
大家一起讨论。
地震谱分析的步骤:•建模•模态分析,并进行模态扩展•谱分析•查看结果这几个步骤是我结合ANSYS帮助文档中的介绍和里面的实例总结出来的,应该说是可靠的。
网上有很多文章介绍地震谱分析的,但是里面有很多出入,只能靠自己的一步一步地摸索,到底哪种方式才是正解。
首先说明一下,这里的地震谱是选自GR-63-CORE中的加速度频谱值。
所以在ANSYS中应该选用单点响应谱分析,即Single-Point Response Spectrum (SPRS)。
并不是有的地方说的PSD谱分析,因为GR-63-CORE中给出的根本就不是PSD谱。
下面把求解的代码附上,供大家参考:/SOLUANTYPE,MODALMODOPT,SUBSP,10MXPAND,10,,,YES !模态扩展,求解单元结果SOLVEFINISH/SOLUANTYPE,SPECTR ! 谱分析SPOPT,SPRS ! 单点响应谱分析,SED,,,1 ! Z轴,可对另外两个轴方向重新求解SVTYP,2 ! 加速度谱FREQ,0.3,0.6,2.0,5.0,15.0,50.0 ! 频率点SV,,0.2,2.0,5.0,5.0,1.6,1.6 ! 谱值SOLVEFINISH/POST1SET,LIST ! 固有频率*GET,MC1,MODE,1,MCOEF ! 一阶频率的模态系数MC1SET,1,1,MC1PLNSOL,U,Z,1 ! 节点位移结果ETABLE,SBYB,SMISC,33PLETAB,SBYB ! 单元应力结果,这里是对Beam188单元建的单元表,其它单元需做改变验证了几个问题:•SPOPT,SPRS这就后面加不加Element calculation key选项对结果没影响,即有的地方写成SPOPT,SPRS,,YES。
有一个三层框架模型(命令流我提供),经ANSYS分析得到各楼层在地震作用下加速度时程曲线(东西向、南北向,地震记录文件我提供),如下图以下需要用到MATLAb(将所要研究的设备假定为固定在楼面上的单自由度体系,在结构动力反应时程的基础上可以得到其对应的楼面反应谱。
设楼面加速度反应时程为,则设备的运动方程为:则地震作用为:根据Duhamel积分,可得地震作用的最大绝对值F为:则设备对楼面输入的最大反应为:)(上面这部参照我发给你的PPT)由各楼层在不同地震波下的楼层加速度时程曲线(上面算得的图)。
在楼层加速度反应时程的激励下,在一定的阻尼比ζ和自振周期T下,计算得到单自由度体系的最大反应和周期的关系曲线,即楼面反应谱。
根据楼中设备的具体位置,计算相应楼层的设备的地震反应。
阻尼比分别取0.02、0.05、0.1。
我要得到的结果:下面的内容需要继续用ansys:上面得到了各楼层的加速度时程反应(楼面谱),下面利用之前的时程分析结果采用ABAQUS 软件进行设备与楼板的接触分析。
分析模型中,楼板采用壳单元,用刚块来模拟浮放式设备,利用EL-Centro波双向地震作用下得到的楼面加速度时程作为激励输入来模拟地震作用下浮放式设备在楼板上的动力反应。
分析模型和荷载输入见图4.2和图4.3【模型假设:(1)以设备的外壳形状作为刚体形状;(2)设备运动时与支撑面(地面、楼板、台面、桌面等)之间是平面接触,且不发生脱离;(3)设备只发生滑移运动。
】一、刚块与楼板间的摩擦系数µ= 0. 2 ,分别输入二层、三层、四层楼板的加速度时程反应,来模拟二层、三层、四层楼板上设备的水平滑移。
下图分别为各楼层的相对位移、相对速度和绝对加速度。
(表格中的数据是你经过ansys 分析得到)希望得到的结论(1)设备的水平滑移值随着楼层反应的增大而增大,故应将重要的医疗设备放置在较低楼层(地震反应比较小),来降低震害。
(2)设备的水平滑移值随着摩擦系数的增大而减小,故设备底面与楼板之间的摩擦系数越大,越有利于抗震,应避免在光滑的接触面上放置设备,或采取相应的措施来增大接触面的摩擦系数。