ANSYS在橋梁工程運用實例

第6章ANSYS橋梁工程應(yīng)用實例分析 1第6章橋梁工程分析內(nèi)容提要 內(nèi)容提要 本章介紹橋梁結(jié)構(gòu)的模擬分析。橋梁是一種重要的工程結(jié)構(gòu)，精確分析橋梁結(jié)構(gòu)在各種受力方式下的響應(yīng)有較大的工程價值。模擬不同類型的橋梁需要不同的建模方法，分析內(nèi)容包括靜力分析、動荷載響應(yīng)分析、施工過程分析等等。在本章中著重介紹桁架橋、剛架橋和斜拉橋三種類型橋梁。第6章ANSYS在橋梁工程應(yīng)用實例分析 本章重點結(jié)構(gòu)分析具體步驟結(jié)構(gòu)靜力分析桁架結(jié)構(gòu)建模方法結(jié)構(gòu)模態(tài)分析本章典型效果圖6.1引言ANSYS通用有限元軟件在土木工程應(yīng)用分析中可發(fā)揮巨大的作用。我們用它來分析橋梁工程結(jié)構(gòu)，可以很好的模擬各種類型橋梁的受力、施工工況、動荷載的耦合等。ANSYS程序有豐富的單元庫和材料庫，幾乎可以仿真模擬出任何形式的橋梁。靜力分析中，可以較精確的反應(yīng)出結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力分布、內(nèi)力情況等；動力分析中，也可精確的表達(dá)結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型、荷載耦合、時程響應(yīng)等特性。利用有限元軟件對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行全橋模擬分析，可以得出較準(zhǔn)確的分析結(jié)果。本章介紹橋梁結(jié)構(gòu)的模擬分析。作為一種重要的工程結(jié)構(gòu)，橋梁的精確分析具有較大的工程價值。橋梁的種類繁多，如梁橋、拱橋、鋼構(gòu)橋、懸索橋、斜拉橋等等，不同類型的橋梁可以采用不同的建模方法。橋梁的分析內(nèi)容又包括靜力分析、施工過程模擬、動荷載響應(yīng)分析等?？梢钥闯鰳蛄旱恼w分析過程比較復(fù)雜。總體上來說，主要的模擬分析過程如下：末（鏡1完）健徐根據(jù)菠計算逗數(shù)據(jù)槍，選長擇合甩適的浸單元瓜和材決料，瞎建立文準(zhǔn)確顫的橋水梁有誠限元襖模型捷。毀（弱2堪）限其施加踢靜力良或者切動力廉荷載積，選天擇適絹當(dāng)?shù)男肋吔绶驐l件振?？郑ㄖ?餐）臭筆根據(jù)芳分析消問題國的不帝同，彼選擇碰合適謠的求績解器逃進(jìn)行陸求解來。蠟（伍4命）門蓋在后會處理寬器中抹觀察今計算謠結(jié)果組。夫（俗5宅）陽壓如有爛需要圣，調(diào)拍整模榮型或虛者荷讀載條條件，調(diào)重新招分析達(dá)計算催。簡橋梁念的種拋類和移分析蟲內(nèi)容延眾多亞，緞不同圈類型溪橋梁歪的的壘分析疫過程愿有所橫不同題，分戴析側(cè)尤重點膚也不適一樣縮。掠在這往里僅秒僅給統(tǒng)出大左致的芽分析味過程偷，具桂體內(nèi)煌容還爬要看怕具孔體狂實嚼例的晴情況藝。星6.納2姥典型叫橋姓梁彈分析顯模擬榆過程隨命鐮6.發(fā)2.救1崗擠創(chuàng)建剛物理射環(huán)境慚建立愉橋梁蜓模型夾之前指必須資對工鬧作環(huán)滿境進(jìn)鴨行一頌系列刃的設(shè)甲置。蛙進(jìn)攀入刪AN登SY籮S撲前處芬理器督，按齡照以嚼下歌6攜個步恰驟來些建立分物理慨環(huán)境什：徑1陪、設(shè)網(wǎng)置父GU艱T柴菜單徹過濾沿2電、定堆義分走析標(biāo)組題（割／傾TI垃TL活E槍）閘3障、說法明單封元類貞型及飾其選骨項球（朵KE料YO乒P到T靜選項藥）景4卵、設(shè)峰置實男常數(shù)且和單斗位制漲5解、定各義材攪料屬井性敏1掀．設(shè)企置確GU育I逮菜單徹過濾頑如果貴你希哨望通撿過割GU滲I統(tǒng)路徑勇來運小行籠AN抗SY起S性，采當(dāng)勵A(yù)N誼SY挺S橋被激添活后期第一很件要瓜做的課事情賺就是麗選擇驕菜單息路徑逆：創(chuàng)Ma鬧in弄M屠en叫u>墳Pr平ef洲er蓄en嘗ce億s勵，執(zhí)仔行上切述命傳令后士，彈燭出一飯個如雞圖平6藏-犬1游所示道的對病話框鴿出現(xiàn)櫻后，站選擇門St厘ru乏ct緞ur霜al流。這翅樣仿AN敏SY輸S粥會根停據(jù)你查所選扭擇的副參數(shù)療來宗對舍GU俘I柄圖形康界面掩進(jìn)行脹過濾悶，選注擇缺St羊ru績ct耕ur鍬al爹以便敲在進(jìn)蜜行濁結(jié)構(gòu)頸分析壘時過惕濾掉承一些倘不必原要的卸菜單騰及相堆應(yīng)圖水形界絨面。深圖草6相-1攤G奏U徐I錫圖形疲界面餡過濾首2刊．定莖義分欲析標(biāo)氣題在在進(jìn)奮行分掃析前賺，可照以給齊你所潑要進(jìn)誘行的寶分析帳起一郵個能匹夠代嫩表所命分析竿內(nèi)容澆的標(biāo)袖題，敲比朝如筑“千tr稻us獻(xiàn)s灰br攪id送ge安”頂，以宵便能售夠從照標(biāo)題艘上與秩其他享模型牲區(qū)別洋。用餃下面鋤的菌GU君I安方法區(qū)定義弦分析復(fù)標(biāo)題表。質(zhì)命令支：換／秒TI助TL片E臭GU做I株：茶U永ti什li懶ty至嬸Me度nu迫>F豐il砍e>皺C(jī)h次an窯ge濃T光it炕le哀圖丸6緩-2濤G夕U璃I召定義妙標(biāo)題槽3俱．定扒義單系元類沫型及勵其選仔項丟（效KE昆YO溝P載T毅選項就）公與粒AN為SY炸S蒙的其懂他分耗析一招樣，草結(jié)構(gòu)侄分析寶也要亡進(jìn)行肺相應(yīng)萬的單佩元選雪擇患。鏟AN取SY跌S響軟件黨提供蚊了活10后0垃種以辯上的拒單元除類型草，可肥以用絨來模溉擬工浩程中搞的各賀種結(jié)椒構(gòu)和禽材料愿，各煩種不加同的長單元儉組合驚在一精起，煉成為堪具體非的物漂理問真題的士抽象敏模型塑。娛在橋焰梁結(jié)塞構(gòu)模詞擬分惰析中虎，最葵常用倚的單絹元是制梁單槽元，掃例如齒，宮梁單剛元可昆模擬奉不同忘截面圈的鋼線梁、花混泥顯土梁武等；追殼單源元和供桿單跡元也它很常緊用，遙殼單釀元可卷以模貿(mào)擬墻橋面征板黑箱梁擾等薄輸壁結(jié)巧構(gòu)，洽桿單肯元可照以模樣擬預(yù)具應(yīng)力土鋼筋遞和桁雞架等分。睛定義增好不童同的信單元炕及其克選項銹（方KE準(zhǔn)YO矛PT會S譽(yù)）舅后，厭就可種以皂建立停有限霉元斯模型悅。逗可以無采用阻線性師或者椒非線圣性的宵結(jié)構(gòu)日單元迷。和表欲6友-1晝其橋梁構(gòu)分析惰常見齊單元倆單元鋒維數(shù)著形狀查和自隙由度廚特性宮LI因NK捏8霜3驢-D勤線形昆，聚2貢節(jié)點憶，錢3哈自由倍度季剛性解桿，匙可承樹受拉姻力和框壓力格，用括來定擴(kuò)義桁數(shù)架等莫。可亡定義構(gòu)其截耽面積陽和初臭始應(yīng)甜變?？撕统跞凼紤?yīng)洋變。位LI威NK扇10虎3題-D穗線形踩，皺2弱節(jié)點切，米3熟自由路度皺只能臨承受突拉力宇的柔瓶性桿匪，用綁來模甚擬索件單元作?？蓤蠖x叢其截余面積灰和初紀(jì)始應(yīng)綿變。丟BE糧AM忠3奴2象-D岸線形飯，陷2滅節(jié)點察，撒3養(yǎng)自由翅度粱二維攻彈性運梁，逢可定蝦義其圖截面沒積、擠慣性徑矩、堵初始演應(yīng)變膀、截常面高藝度等舍。仿BE紗AM梢4買3拜-D辰線形銜，仔2慮節(jié)點三，臣6舒自由左度粱三維印彈性能梁，炮可定可義其池截面付積、楚截面員形狀笨、賴三向洗慣性扔矩、走初始鹿應(yīng)變高、截減面高翼寬等磚。雕BE危AM悉44陰3摩-D聽變截藍(lán)面不碰對稱菊，糖2遮節(jié)點椅，撕6拍自由務(wù)度句三維眾彈性師梁，兇可定駱義多類個截筑面的皮截面愛積、聚截面烈形狀糞、三乖向慣因性矩瓣、初煎始應(yīng)褲變、餓截面訴高寬繳等。洗SH藝EL咳L6蝶3憐3濟(jì)-D數(shù)四邊握形或買三角割形寸，斧4無節(jié)點稠，晃6灶自由鄰度瘦三維委彈性私殼，厭可定麥義其盼節(jié)點判處厚例度、吸剛度賭、初恐始彎嫁曲曲防率等渣。麥設(shè)置擔(dān)單元環(huán)以及勇其關(guān)溪鍵選嗎項的卷方式羅如下?lián)希簺Q命令由：奴ET之光脾KE坐YO瑞PT摧GU陣I繞：薯Ma宜in海濤Me聽nu博>屋Pr聲ep門ro煙ce縮ss高or煙>懇El延em受en覆t黎Ty陸pe費>蒙Ad螞d/準(zhǔn)Ed砌it及/D烘el卻et露e領(lǐng)圖邀6-典3(占a)賠G費UI青添加尋單元之類型潑圖醋6-脾3(幸b)尚G針UI叔選擇沒單元嗽類型雄4臣．設(shè)負(fù)置實擁常數(shù)壩和單潔位制寨單元吩實常塌數(shù)和升單元聽類型味密切漫相關(guān)蝶，語用碼R謎族命總令（油如禁R壤，螺RM怕OD逃I全F籍等）驗或其頃相主應(yīng)姜GU刊I竄菜單栗路徑燃來說尤明。絨例如砌在羨結(jié)構(gòu)勢分析數(shù)中，彎你可如以精用實儀常數(shù)蜘定義毅梁單凍元的捆橫截碰面積缺、慣去性矩踐以及趣高度狗等。旺當(dāng)定遲義實勝常數(shù)拋時，鵝要遵鳴守如凈下二枯個規(guī)革則：狂必須聰按次逮序輸辯入實水常數(shù)侵。惕對于江多單箱元類色型模沾型，緣每種懇單元云采用夏獨立極的實仍常數(shù)術(shù)組（尸即不扛同龍的噴RE鑰A海L買參考增號）桑。但房是，蛛一個庫單元新類型瘋也可勝同時竊注明廊幾個穴實常帽數(shù)組例。息命令笨：耐R擾GU袍I秧：規(guī)Ma償in奴M燙en睡u患>蝕Pr振ep取ro她ce瘦ss高or辟>堅Re之a(chǎn)l沃C兇on福st岸an湖ts嬌>害Ad玉d/藝Ed渡it壞/D掌el忌et孔e蓮極隆圖驗6-受4(千a)糟G灶U禁I士定義汗實常轎數(shù)餃圖潔6-發(fā)4(這b)偏G價U扛I黑定義搭實常容數(shù)貿(mào)在結(jié)原構(gòu)分章析中什，系請統(tǒng)沒占有設(shè)寫置單施位制遭，我廢們可穴以根汪據(jù)自償己的域需要眉選用范各種頓單位怠制。蹦在本填章它的實公例逮中，腹所有趣算例設(shè)都采縮用國肯際單爪位制還，童即萄m殃、展N帆、后k蜜g賣、奔s誓、亦P或a史、硬H缸z證等。直5姑．創(chuàng)槍建截令面路在橋乒梁結(jié)棋構(gòu)分沒析中錦，采圖用梁盆單元漫一般郊都需用要定廈義梁樂單元加的截聲面。艷在將AN及SY染S伙中，舌既可殿以建炸立一碰般的呆截面帝（即拖標(biāo)準(zhǔn)線的幾根何形決狀和醋單一戰(zhàn)的材稱料）鉛，也深可以惑建立愿自定垃義截楊面（內(nèi)即截比面形監(jiān)狀任頃意也拍可以核是多綠種材麗料）響。傳命令師：斤SE衡CT芝YP災(zāi)E悲悠瘋移SE份CD粱AT竄A駱味智殼SE俘CO雷FF挺SE赴T悅GU青I喘：顛Ma擊in命順Me示nu便>圓Pr貨ep妥ro金ce櫻ss頂or斜>固Se霧ct牲io汗ns不>租涉Be唯am磚>極掛Co未mm旦o時n嬌Se侄ct裝io怨ns戀。己也可液以通蕉過用嚷戶定壘義網(wǎng)壓格建掉立自連定義腦截面巷，此尚時必川須建排立用定戶網(wǎng)羨個文劃件。乞首先心要建罵立一船個慌2續(xù)D聚實體樣模型談，然剛后保秘存槍命令纏：拜SE合CW認(rèn)RI盞TE喉GU鳥I盞：紐Ma袍in肚淘Me殺nu座>屑Pr逐ep哈ro贊ce軋ss傘or施>崇Se版ct答io烤ns被>牽B牧ea壇m濾>蒼W哪ri箭te挑S忘ec舒M日es治h醉。術(shù)6池．定烤義材下料屬跳性暫橋梁請幾何妥模型旅中可根以有給一種扯或多赤種材言料：拳包括嶼各種政性質(zhì)膊的贊鋼、你混凝望土毅、地柄基土推和剛寇臂等垂等且。每咳種材胳料區(qū)轟都要杜輸入南相應(yīng)謎的材調(diào)料特萬性。流AN蜓SY茄S描程序憲材料賄庫中翁有一葛些已勿定義確好材貢料特因性的稻材料趕，可腹以直圾接使嫌用它斤們，猛也可挨以修檢改成愧需要湯的形秒式再讓使用導(dǎo)。驗在橋南梁工嫩程分醫(yī)析中巷，使箏用的順材料校比較盤簡單沒，街基于呢線形匙分析閱得的醬橋梁宮結(jié)構(gòu)茶，夠基本承選擇手線彈壽性材龍料源（舉Li詠ne曉a搞r壁線性跡、征Is丘ot朱ro幣pi圍c吧各向音同性押）泉。定亭義材資料屬汗性方舟式如畜下：什命令賤：豪MP終GU歉I鋼：城Ma奪in忍鬼Me炊nu脊>芽Pr錦ep萄ro驢ce敲ss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