ansys橋梁計(jì)算常用的計(jì)算方法

在Ansys單元庫(kù)中，有近200種單元類型，在本章中將討論一些在橋梁工程中常用到的單元，包括一些單元的輸人參數(shù)，如單元名稱、節(jié)點(diǎn)、自由度、實(shí)常數(shù)、材料特性、表面荷載、體荷載、專用特性、關(guān)鍵選項(xiàng)KEYOPl等。＊＊＊關(guān)于單元選擇問(wèn)題這是一個(gè)大問(wèn)題，方方面面很多，主要是掌握有限元的理論知識(shí)。首先當(dāng)然是由問(wèn)題類型選擇不同單元，二維還是三維，梁，板殼，體，細(xì)梁，粗梁，薄殼，厚殼，膜等等，再定義你的材料：各向同性或各向異性，混凝土的各項(xiàng)參數(shù)，粘彈性等等。接下來(lái)是單元的劃分與網(wǎng)格、精度與求解時(shí)間的要求等選擇，要對(duì)各種單元的專有特性有個(gè)大概了解。使用Ansys，還要了解Ansys的一個(gè)特點(diǎn)是籠統(tǒng)與通用，因此很多東西被掩蓋到背后去了。比如單元類型，在Solid里面看到十幾種選擇，Solid45，Solidl85，Solid95等，看來(lái)區(qū)別只是節(jié)點(diǎn)數(shù)目上。但是實(shí)際上每種類型里還有Keyopt分成多種類型，比如最常用的線性單元Solid45，其Keyopt(1)：in●cludeorexcludeextradisplacementshapes，就分為非協(xié)調(diào)元和協(xié)調(diào)元，Keyopt(2)：fullintegration。rreducedintegration其實(shí)又是兩種不同的單元，這樣不同組合一下這個(gè)Solid45實(shí)際上是包含了6種不同單元，各有各的不同特點(diǎn)和用處。因此使用Ansys要注意各單元的Keyopt選項(xiàng)。不同的選項(xiàng)會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。舉例來(lái)說(shuō)：對(duì)線性元例如Solid45，要想把彎曲問(wèn)題計(jì)算得比較精確，必須要采用非協(xié)調(diào)模式。采用完全積分會(huì)產(chǎn)生剪切鎖死，減縮積分又會(huì)產(chǎn)生零能模式(ZEM)，非協(xié)調(diào)的線性元可以達(dá)到很高的精度，并且計(jì)算量比高階刷、很多，在變形較大時(shí)，用EnhancedStrain比非協(xié)調(diào)位移模式(EnhacedDisplacement)更好(Solidl85)。但是這些非協(xié)調(diào)元都要求網(wǎng)格比較規(guī)則才行，網(wǎng)格不規(guī)則的話，精度會(huì)大大下降，所以如何劃分網(wǎng)格也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)問(wèn)。采用高階單元是提高精度的好辦法，拿不定主意時(shí)采用高階元是個(gè)比較保險(xiǎn)的選擇，但是高階單元在某些情況下也會(huì)出現(xiàn)剪切鎖死，并且很難發(fā)現(xiàn)，因此用減縮積分的高階元通常是最保險(xiǎn)的選擇，但是在大位移時(shí)，網(wǎng)格扭曲較大，減縮積分就不適用。不同結(jié)構(gòu)形式的橋梁具有不同的力學(xué)行為，必須針對(duì)性地創(chuàng)建其模型，選擇維數(shù)最低的單元去獲得預(yù)期的效果(盡量做到能選擇點(diǎn)而不選擇線，能選擇線而不選擇平面，能選擇平面而不選擇殼，能選擇殼而不選擇三維實(shí)體)。下面的幾節(jié)介紹一下橋梁工程計(jì)算中經(jīng)常會(huì)用到的單元。＊＊＊橋梁仿真單元類型一、建議選用的單元類型在橋梁用Ansys建立模型時(shí)，可參照以下建議用的單元進(jìn)行橋梁模型的建立。1．梁(配筋)單元：橋墩、箱梁、縱橫梁。2．板殼(配筋)單元：橋面系統(tǒng)。3．實(shí)體(配筋)單元：橋墩系統(tǒng)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。4．拉桿單元：拱橋的系桿、吊桿。5．拉索單元：斜拉橋的索、懸索橋的鋼絲繩。6．預(yù)緊單元：索力控制、螺栓鉚釘連接。7．連接單元：支座、地基。二、常見(jiàn)橋梁連接部位在橋梁建立模型時(shí)要準(zhǔn)確模擬邊界條件，因此要準(zhǔn)確分析連接部位的固有特性。(一)常見(jiàn)橋梁連接部位1．固定支座、鉸支、可滑移支座等空間支座系統(tǒng)。2．帶減振和隔振措施的減振支座系統(tǒng)。3．地基―主體之間樁-基系統(tǒng)。4．剛構(gòu)之間的螺栓連接、鉚接等。5．梁管之間的球接和鉸接等。(二)連接部分解決方法Ansys在解決橋梁不同的連接部位時(shí)可選用如下的方法：1．Combin7、Combin40、Linkll、Contact52、Combine38彈簧(阻尼、間隙元)：可用來(lái)模擬支座、繩索、拉桿等橋梁部件。2．預(yù)緊單元可解決螺栓、鉚釘連接的問(wèn)題。，3．二力桿拉桿、索可解決拉索問(wèn)題。4．耦合與約束方程可解決梁與塔橫梁的邊界約束關(guān)系。5．接觸單元如Contact52可模擬滑動(dòng)支座、銷接等部件的真實(shí)情況。(三)常見(jiàn)橋梁接觸問(wèn)題橋梁各個(gè)部分之間可能存在如下三種接觸方式。1．滑移連接：點(diǎn)點(diǎn)接觸。2．綁定連接：點(diǎn)面接觸。3．轉(zhuǎn)動(dòng)連接：面面接觸。用接觸單元可模擬如：滑移支座接觸、擋塊與其他部件的接觸、振動(dòng)時(shí)不同構(gòu)件的碰撞等問(wèn)題，這里不再一一贅述。三、橋梁基礎(chǔ)的處理方式為了真實(shí)的模擬橋梁的實(shí)際情況，需要真實(shí)模擬橋梁的基礎(chǔ)受力、變形及約束情況，建議建立模型時(shí)采用如下方案。1．基礎(chǔ)平臺(tái)與樁基：用實(shí)體模型、預(yù)應(yīng)力配筋。2．基礎(chǔ)與巖土系統(tǒng)：有限區(qū)域?qū)嶓w模型、預(yù)應(yīng)力配筋。＊＊＊橋梁常見(jiàn)模型處理一、橋梁中常用的模型可以用相應(yīng)的單元1．剛構(gòu)橋、拱橋：梁與桿單元組合模型。2．鋼管混凝土：復(fù)合截面梁模型。3．連續(xù)梁：梁模型。4．斜拉橋／懸索橋：梁、板殼、索或桿單元組合模型。5，立交橋：實(shí)體墩、板殼橋面和加強(qiáng)梁混合模型。6．局部詳細(xì)計(jì)算：實(shí)體(考慮配筋)或板模型，以便考慮模型細(xì)節(jié)特征，如結(jié)構(gòu)尺寸構(gòu)造倒角、厚薄或粗細(xì)過(guò)度、凹凸部分以及配筋等。二、橋梁建模要綜合運(yùn)用各種合適的單元對(duì)橋梁進(jìn)行總體分析應(yīng)該遵循如下原則：1．支座系統(tǒng)采用彈簧―阻尼系統(tǒng)；?2．連接部位采用耦合與約束方程；3．橋墩系統(tǒng)采用截面梁、配筋梁；4．橋面系統(tǒng)采用截面梁、配筋梁、板殼、梁板組合。對(duì)橋梁進(jìn)行局部分析應(yīng)該遵循如下原則：1．支座系統(tǒng)采用實(shí)體模型：粘彈(粘塑、超彈、塑性)大變形(位移)；2．連接部位采用接觸模型：實(shí)體、板殼、梁或組合模型；3．橋墩系統(tǒng)采用實(shí)體模型：配筋與混凝土破壞；4．橋面系統(tǒng)采用實(shí)體或板殼：配筋與混凝土破壞，組合梁之間的耦合與約束方程。三、選用合適的分析方法、在對(duì)橋梁進(jìn)行建模計(jì)算時(shí)對(duì)不同的計(jì)算目的要采取不同的計(jì)算步驟。(一)靜態(tài)計(jì)算1．根據(jù)分析類型承載特點(diǎn)建立合理梁、板、實(shí)體、拉桿(模擬索)模型；2．材料與幾何非線性效應(yīng)；3．連接部位與支座的正確處理。(二)動(dòng)力分析1．盡量采用梁、板殼或二者組合模型；2．附屬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)，建立與總體結(jié)構(gòu)耦合關(guān)系；3．連接部位與支座自由度協(xié)調(diào)合理；4．應(yīng)當(dāng)考慮大變形、初應(yīng)力以及預(yù)張力的動(dòng)力影響；5．必須正確考慮阻尼效應(yīng)；6．材料與幾何非線性效應(yīng)。施加預(yù)應(yīng)力的方式一、預(yù)應(yīng)力的模擬方式Ansys里加預(yù)應(yīng)力有幾種方式：1．直接在單元中加，(Linkl0等單元可以通過(guò)Real實(shí)常數(shù)來(lái)加)。2．用F加力，然后在分析時(shí)打開(kāi)Prestl~ss，加。3．用溫度變化模擬。在常用的軟件系統(tǒng)中，預(yù)應(yīng)力混凝土分析根據(jù)作用不妨分為兩類：分離式和整體式。所謂分離式就是將混凝土和力筋的作用分別考慮(脫離體)，以荷載的形式取代預(yù)應(yīng)力鋼筋的作用，典型．的如等效荷載法；而整體式則是將二者的作用一起考慮，典型的如Ansys中用Link單元模擬力筋的方法。(一)線性或非線性的考慮對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，只要是開(kāi)裂前階段的應(yīng)力分析，完全可以將混凝土視為彈性材料，當(dāng)然鋼筋也是彈性材料，這主要在使用荷載階段的應(yīng)力分析。假如要進(jìn)行開(kāi)裂和極限分析，則必須考慮二者的非線性特性。(二)分離式方法(等效荷載法)的特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)是建模簡(jiǎn)單，不必考慮力筋的位置而可直接建模，當(dāng)然網(wǎng)格劃分也簡(jiǎn)單，對(duì)結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力作用下的整體效應(yīng)可比較快捷地掌握。其缺點(diǎn)是比較明顯的：①不便模擬細(xì)部，例如力筋所在位置對(duì)結(jié)構(gòu)的影響顯然是不同的，假如一定要模擬，則荷載必須施加在力筋的位置上，故其建模的方便性就消失了；②等效荷載法沒(méi)有考慮力筋對(duì)混凝土的作用分布和方向，力筋對(duì)混凝土作用顯然在各處是不同的，而等效荷載法則沒(méi)有計(jì)及此點(diǎn)；③對(duì)張拉過(guò)程無(wú)法模擬；④在其他外荷載作用下的共同作用不便考慮，否則要加入力筋(其建模則同整體式)，不能確定力筋在外荷載作用下的應(yīng)力增量；⑤可以模擬應(yīng)力損失的影響。但是對(duì)于只關(guān)注預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本性能時(shí)，可以考慮采用等效荷載法。(三)整體式方法的特點(diǎn)將混凝土和力筋劃分為不同的單元‘逛考慮，而模擬預(yù)應(yīng)力可以采用降溫方法和初應(yīng)變方法。降溫方法比較簡(jiǎn)單，同時(shí)可以模擬力筋的損失，單元和實(shí)常數(shù)幾種即可；而采用初應(yīng)變又要模擬力筋各處不同的應(yīng)力時(shí)，每個(gè)單元的實(shí)常數(shù)各不相等，工作量較大。所以比較而言，采用整體式時(shí)考慮降溫方法為宜。主要缺點(diǎn)是建模不便，尤其是當(dāng)力筋較多且曲線布筋時(shí)(可以采用APDL解決)；其優(yōu)點(diǎn)也比較明顯：①力筋的具體位置一定，對(duì)結(jié)構(gòu)的影響可全面的考慮；②力筋對(duì)混凝土的作用近似的得到考慮(在結(jié)點(diǎn)處)；③可以模擬張拉不同的力筋，以優(yōu)化張拉順序；④不管何種荷載，都是力筋和混凝土共同承擔(dān)的，可以得到力筋在任何荷載下的應(yīng)力；⑤可以模擬應(yīng)力損失的影響。但在后張法中有幾個(gè)問(wèn)題是應(yīng)該考慮的(當(dāng)然可以不予理睬)：①力筋的滑動(dòng)問(wèn)題。在張拉過(guò)程中，力筋與混凝土之間沒(méi)有粘結(jié)，存在接觸和滑動(dòng)，而張拉完畢后，一般又都建立了粘結(jié)。這個(gè)問(wèn)題可以這樣考慮，因?yàn)榉治隹偸菑埨戤?哪怕是某一束)，這時(shí)顯然沒(méi)有滑動(dòng)問(wèn)題了，即可以按有粘結(jié)處理；而在荷載作用下有了粘結(jié)，自然可以按有粘結(jié)處理。②在張拉完畢后力筋的應(yīng)力是已知的，在分析時(shí)輸入降溫也是按張拉應(yīng)力反算的，計(jì)算后力筋的應(yīng)力顯然不等于張拉應(yīng)力。這里有彈性壓縮的問(wèn)題，即降溫應(yīng)該計(jì)人混凝土彈性壓縮損失，你可以考慮增大一定的比例，然后降溫計(jì)算，二者相符或差別合適時(shí)認(rèn)可。綜上，類似計(jì)算分析，建議采用整體式之降溫模擬方法。二、建立預(yù)應(yīng)力的模型在模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，傳統(tǒng)的方式是把預(yù)應(yīng)力鋼筋作為體積的邊界，把混凝土體積分割開(kāi)來(lái)，Glue后劃分混凝土單元，邊界就作為L(zhǎng)ink或Beam單元了。普通鋼筋可以用Solid65的分布鋼筋模擬，其實(shí)常數(shù)數(shù)據(jù)很簡(jiǎn)單。Solid65單元模擬精度很高，只要各材料參數(shù)取的正確就可以十分好地模擬混凝土構(gòu)件加載到變形開(kāi)裂破壞的全過(guò)程，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)十分接近。但是要注意混凝土的取值，彈性模量抗壓強(qiáng)度不能取規(guī)范值，要用實(shí)驗(yàn)公式。在模擬鋼筋混凝土的時(shí)候，一般的建模做法是：先建立體，然后使用面去切割體，把體切割成幾個(gè)部分，在各個(gè)部分之間有共用的邊界線，把這些邊界線定義成Link單元，這樣就在體單元內(nèi)建立于Link單元。因?yàn)長(zhǎng)ink單元就在Solid體單元的邊界線上，這樣在網(wǎng)格劃分的時(shí)候兩種單元會(huì)產(chǎn)生共同的節(jié)點(diǎn)，也就可以共同工作了。土和砼的模擬＊＊＊土彈簧的模擬Linkl0相當(dāng)于用桿件提供約束，只不過(guò)此類單元可以設(shè)為只能受拉或只能受壓。如果混凝土與節(jié)點(diǎn)底板分離，單元將不起作用，否則Hnkl0單元要承受拉力。如果用Linkl0的話，你可以把不與結(jié)構(gòu)相聯(lián)接的一端所有自由度都約束，與結(jié)構(gòu)連接二端是否約束則看結(jié)構(gòu)的具體情況，與Linkl0無(wú)關(guān)。Linkl0單元只能提供軸向位移的約束，不可抗剪。剛度可以這樣算，KxA／L，不與結(jié)構(gòu)連接的節(jié)點(diǎn)可取沿約束方向上的任意位置。兩節(jié)點(diǎn)確定后，A是定的。你只要保證K的值沒(méi)錯(cuò)，愿意怎樣組合都行。至于特定問(wèn)題，可以定義兩種Linkl0單元，第一種只能受拉，第二種只能受壓。當(dāng)然ElementTypeNumber(單元類型指代號(hào)碼)是不同的。如果你擔(dān)心自己兩種容易搞錯(cuò)，可以只定義一種Linkl0單元，把第二種的節(jié)點(diǎn)取約束的反方向即可。＊＊＊混凝土的模擬Ansys的Soiid65單元是專為混凝土、巖石等抗壓能力遠(yuǎn)大于抗拉能力的非均勻材料開(kāi)發(fā)的單元。它可以模擬混凝土中的加強(qiáng)鋼筋，以及材料的拉裂和壓潰現(xiàn)象。鋼筋混凝土有限元有三種基本模型：分離式、組合式和整體式。Solid65單元采用Q6是整體式有限元模型，即將鋼筋彌散于整個(gè)單元中，將加筋混凝土視為連續(xù)均勻材料，求出的是一個(gè)統(tǒng)一的剛度矩陣。Solid65單元中的鋼筋采用實(shí)常數(shù)的方法進(jìn)行添加，鋼筋的尺寸由混凝土的體積比確定。可以得到三種鋼筋，這三種鋼筋可以具有不同的材料，不同的方向。從抗剪的角度出發(fā)，箍筋在截面的位置可以是任意的，因此這種方法對(duì)于鋼筋混凝土中均勻分布的箍筋的設(shè)置比較適合。但與縱筋的實(shí)際情況卻有一定的距離，下面這兩種方法可以更好地模擬縱筋的受力情況：(1)將縱筋密集的區(qū)域設(shè)置為不同的體，使用帶筋的Solid65單元，而無(wú)縱筋區(qū)則設(shè)置為無(wú)筋65單元，這樣就可以將鋼筋區(qū)域縮小，接近真實(shí)的工程情況。(2)采用桿單元來(lái)模擬縱筋，即采用分離式的有限元模型。為了建模方便，可將實(shí)體分為幾個(gè)部分，使其交線為縱筋位置，這樣就可以對(duì)交線劃分籽單元。此時(shí)，還可以對(duì)桿施加預(yù)應(yīng)力來(lái)模擬預(yù)應(yīng)力混凝土。工況組合荷載工況組合是荷載工況之間的運(yùn)算，典型情況為當(dāng)前在數(shù)據(jù)庫(kù)中的荷載工況和在另外一結(jié)果文件中的荷載工況間的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果將改寫數(shù)據(jù)庫(kù)中的結(jié)果數(shù)據(jù)部分，可以顯示及列出荷載工況組合。一、典型的荷載工況步驟組合包括以下幾步：1．用kcdef命令定義荷載工況，kcdef，Lcno，Lstep，Sbstep，Kimg2．用I_case命令將荷載工況一讀人數(shù)據(jù)庫(kù)Lease，Lcno3．用Lcoper命令執(zhí)行所需的運(yùn)算Looper，Oper，Lcasel，Oper2，Lcase2下面舉例說(shuō)明一下工況的具體應(yīng)用。假設(shè)結(jié)果文件包括針對(duì)幾個(gè)荷載步的結(jié)果，若想比較荷載步5和荷載步7，并將最大值存人內(nèi)存，做法如下：l_cdef，1，5將荷載工況1指向荷載步5kcdef,2，7將荷載工況2指向荷載步7Lease，1將荷載工況1讀人內(nèi)存I_cover，Max，2與荷載工況2比較數(shù)據(jù)庫(kù)并將最大值存人內(nèi)存。Lcwrite，12寫當(dāng)前荷載工況到文件Jobname．L12Lcae，3將荷載工況3讀人內(nèi)存I_coper,Add，12在Jobname．L12文件中將數(shù)據(jù)庫(kù)追加到荷載工況中二、存儲(chǔ)組合后的荷載工況缺省情況下，荷載工況組合的結(jié)果存在內(nèi)存中，并覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù)中的結(jié)果部分。要保存這些結(jié)果，作為以后瀏覽或以后的荷載工況組合，用下列方法之一：1．將數(shù)據(jù)寫到荷載工況文件中。2．將數(shù)據(jù)追加到結(jié)果文件中用kcwrite，Lcno，F(xiàn)name，Ext，Dir命令把當(dāng)前內(nèi)存中的荷載工況寫到荷載工況文件中。用kcwrite命令把當(dāng)前內(nèi)存中的荷載工況寫到荷載工況文件中。文件名為Jobname．Lnn。這里皿為分配的荷載工況號(hào)。在后續(xù)的荷載工況組合中皿指的是存人荷載工況文件的荷載工況。例如有這樣的問(wèn)題：工況1是自重，工況2是集中荷載F，工況3二1．5倍的工況1+1．1倍的工況2，這個(gè)工況3如何定義?可通過(guò)荷載步定義。在NO．3STEP定義1．5倍的工況1；NO．4STEP定義1．1倍的工況2；NO．5SETP定義NO．3+NO．4+…，其中1．1和1．5的系數(shù)可在荷載步中的選項(xiàng)中定義。也可對(duì)每種荷載分別定義為一種loadcase，然后在通用后處理器／postl中進(jìn)行組合。風(fēng)荷載的確定首先要確定場(chǎng)地的風(fēng)特性、平均風(fēng)速、譜特性等，將紊流風(fēng)速分解為定常平均風(fēng)分量和相應(yīng)的紊動(dòng)分量U+u(‘)。平均風(fēng)速可由地表?xiàng)l件根據(jù)對(duì)數(shù)律得出?！?c)就是要模擬的紊流風(fēng)速序列。有了其譜特性，可以生成大氣邊界層紊流的人工風(fēng)速序列，這是做結(jié)構(gòu)風(fēng)振計(jì)算的重要步驟。目前的隨機(jī)序列擬合法有基于FOURIER分析的波疊加法和時(shí)間序列理論的ARMA模型法，都是生成具有目標(biāo)風(fēng)速譜的高斯平穩(wěn)序列。有實(shí)測(cè)得來(lái)的風(fēng)速序列最好，但通常是用模擬的風(fēng)速序列作為輸入。模擬出的人工紊流序列要盡可能地符合實(shí)際大氣邊界層紊流特性，才能保證計(jì)算結(jié)果的合理性。目前為止都是以紊流目標(biāo)譜或相關(guān)作為擬合目標(biāo)，對(duì)多點(diǎn)則是相關(guān)矩陣或互譜矩陣。作隨機(jī)響應(yīng)分析PSD是很好的辦法，基于大量實(shí)測(cè)資料而統(tǒng)計(jì)出的譜本身就是作隨機(jī)響應(yīng)分析的很好輸入，比單純的一條序列更有代表性。但由于隨機(jī)計(jì)算難以考慮非線性，故生成具體的隨機(jī)序列作為輸入，用有限元法計(jì)算動(dòng)力響應(yīng)是更普遍的方法。常用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的譜公式有：Davenport譜，Kaimal譜，Karman譜等。譜擬合：不僅在風(fēng)工程中有應(yīng)用，在人工地震波和人工海浪波生成中也有應(yīng)用。相應(yīng)方法與風(fēng)序列的生成大同小異。地震波的輸入對(duì)于地震波的輸入，可以把荷載記錄做成文件，利用Apdl的讀取功能讀人數(shù)據(jù)庫(kù)中。下面的例子是自己編的一個(gè)小文件，修改一下可以更簡(jiǎn)潔。地震波時(shí)程記錄分成了3個(gè)文件，每個(gè)文件是一列，分別記錄z、y、z方向的加速度。這樣就可以把加速度記錄讀取到Ansys數(shù)據(jù)庫(kù)中作為數(shù)組。也可以把加速度記錄做成一個(gè)文件，這樣程序就簡(jiǎn)單多了。下面是計(jì)算部分語(yǔ)句：／Solu!進(jìn)入求解模塊Antype，Trans!求解類型為瞬態(tài)Tm―Start=0．011開(kāi)始時(shí)間Tm―End=15．0011結(jié)束時(shí)間Tm―Incr=0．011時(shí)間步長(zhǎng)Do，TM，TMStart，TMEnd，TMlncr!循環(huán)Time，0.05!指定時(shí)間alpha，!指定質(zhì)量矩際系數(shù)iBetad，!指定剛度矩際系數(shù)Aeel，Acex()，Acey()，Acez()!指定力p速度大小Solve!求解Enddo!結(jié)束循環(huán)exit!退出求解模塊初應(yīng)力荷載在作橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，為了驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的可靠度，往往需要對(duì)結(jié)構(gòu)施加初應(yīng)力荷載。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，Ansys中可以使用輸入文件來(lái)把初應(yīng)力指定為一種荷載。初應(yīng)力荷載只許用于靜態(tài)和完全瞬態(tài)分析中(分析可以是線性或非線性的)。初應(yīng)力只能在分析的第一個(gè)荷載步中施加，用[stile命令來(lái)指定、列表和刪除初應(yīng)力。該命令只能用于／Solution處理器中。Isfile命令的loc變?cè)糜谥付ㄟ@些初應(yīng)力的位置。初應(yīng)力可指定在單元的中心或單元積分點(diǎn)處，koc的缺省值0對(duì)應(yīng)于單元中心，koc：1對(duì)應(yīng)于單元積分點(diǎn)。對(duì)于網(wǎng)格中的每個(gè)個(gè)別單元，也可以通過(guò)Loc=2來(lái)指定不同的初應(yīng)力位置。在這種情況下，每個(gè)單元的初應(yīng)力位置將用個(gè)別單元的局部位置標(biāo)志記錄在初應(yīng)力文件中。如二3指定網(wǎng)格中的每一個(gè)單兀的初應(yīng)力狀態(tài)都是相同的。對(duì)于這種情況，對(duì)所有單元只需指定一個(gè)應(yīng)力張量。只有單元類型Plane2、Plane42、Solid45、Plane82、Solid92、Solid95、SheHl81、Planel82、Planel83、Solidl85、Solidl86、Solidl87，Beaml88和Beaml89支持初應(yīng)力輸入功能。Beam單元和Shdl單元的初應(yīng)力必須在所有域段的積分點(diǎn)處指定。要使用[stile命令，初應(yīng)力必須列在一個(gè)外部ASCII文件中，初應(yīng)力文件中的注釋用“!”標(biāo)記在注釋行的第一個(gè)字符處指定。每個(gè)單元記錄的第一行應(yīng)該由字符串"ELS"開(kāi)頭，后面跟單元號(hào)和任意的局部位置標(biāo)志，這些項(xiàng)必須用逗號(hào)隔開(kāi)。如果[stile命令的變?cè)猭oc的值為0、1或3，則局部位置標(biāo)志將被忽略。如果koc二2，則必須對(duì)每一個(gè)單元指定局部位置標(biāo)志。局部位置標(biāo)志必須是下面的一個(gè)值：對(duì)于單元中心(缺省)為0，對(duì)于積分點(diǎn)為1。任何的其他值都會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤并使得Isfile命令被忽略。每個(gè)單元記錄的第一行后面緊跟的一行指定單元的每一個(gè)應(yīng)力點(diǎn)的單元應(yīng)力記錄。當(dāng)Loc：0時(shí)，只需指定每個(gè)單元中心處的一個(gè)應(yīng)力記錄，當(dāng)如=1時(shí)，每個(gè)單元的應(yīng)力記錄的數(shù)目等于單元積分點(diǎn)的數(shù)目。Ansys要求每個(gè)應(yīng)力記錄中有6個(gè)應(yīng)力張量分量，當(dāng)Loc：3時(shí)，初應(yīng)力文件中的第一個(gè)單元的應(yīng)力記錄將被用于指定所有單元的相同的初應(yīng)力。如果對(duì)一個(gè)單元定義了單元坐標(biāo)系(Esys)，則初應(yīng)力必須在這個(gè)坐標(biāo)系中指定。如何實(shí)現(xiàn)鉸接Ansys可采用兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)鉸接：1．在同一位置用2個(gè)Node，然后CP。2．只用一個(gè)Node，然后根據(jù)需要用一些可以釋放某些自由度的單元，如Beam44(Beanl44可以定義成PIN-PIN，PIN-FIX．．．．．)et，22，beam44，，，，，，1keyopt，X，7，11！beamelementpin-fix(1端鉸結(jié)J端固結(jié))et，23，beam44，，，，，，1keyopt，23，8，11！beamelementfix-pin(J端鉸結(jié)，I端固結(jié))keyopt，24，7，11！beamelementpin-pin(1端鉸結(jié)，J端固結(jié))下面舉例說(shuō)明鉸接的應(yīng)用。如上圖所示為一中間鉸接的結(jié)構(gòu)，兩端固結(jié)，均布荷載，作出彎矩圖。命令流如下：／prep7!進(jìn)入前處理et，1，beam44！定義混凝土單元類型et，2，beam44！定義鋼筋單元類型et，3，beam44！定義混凝土彈性模量keyopt，1，8，11！第一種單元的J節(jié)點(diǎn)X、Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)放松keyopt，2，7，11！第一種單元的I節(jié)點(diǎn)X、Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)放松mp，dens，1，2600！單元一的質(zhì)量密度mp，ex，1，3e7！單元一的彈性模量r，1，3，4，5，1，1，0！單元一的實(shí)常數(shù)k，1，！定義關(guān)鍵點(diǎn)k，2，10k，3，10，8k，4，5，51，1，2！通過(guò)關(guān)鍵點(diǎn)連接成直線1，2，3，ldiv，1，，，10，！將直線1等分為10份ldiv，2，，，8，！將直線2等分為10份lsel，s，，，11！選擇直線11LATF，1，1，1，，4！賦予直線相關(guān)的特性lsel，s，，，2！選擇直線2LATF，1，1，2，，4！賦予直線相關(guān)的特性lsel，s，，，3，10，1！選擇直線3到10lsel，a，，，1！添加直線1lsd，a，，，12，18，1！添加直線12到18LATY，1，1，3，，4！賦予直線相關(guān)的特性allsel！全選lmesh，dl！劃分所有直線d，1，dl！約束節(jié)點(diǎn)d，104，dlesel，s，，，10，30，1！選擇單元10到30sfbeam，all，1，pres，le2！施加均布荷載allselesel，s，，，35，50，1！選擇單元35到50sfbeam，all，1，pres，2e2！施加均布荷載allsel／solu！進(jìn)入求解模塊solve！求解／POSTl！進(jìn)入后處理etable，m，smisc，5！建立彎矩單元表plls，m，m！繪制彎矩圖，如下圖4所示AUTOCAD模型輸入可以充分利用AutoCAD強(qiáng)大的繪圖功能，在AutoCAD中建立模型后，再輸入Ansys中進(jìn)行計(jì)算。AutoCAD建立的模型可以通過(guò)以下兩種方法傳人Ansys。1．對(duì)于三維實(shí)體(3dobject)AutoCAD：File->Export．．．―>保存類型選ACIS(x．sat)->輸入文件名-?選實(shí)體(選3dobject)Ansys：File―>Import->Sat．．．輸入即可優(yōu)點(diǎn)：用Sat文件轉(zhuǎn)換方便，而且一般不會(huì)有轉(zhuǎn)換問(wèn)題．缺點(diǎn)：只能轉(zhuǎn)換三維實(shí)體或面域2．用Iges格式文件交換AutoCADl2自帶輸出Iges格式文件工具，其他可通過(guò)Algor軟件將Dxf格式的模型轉(zhuǎn)換為Iges的格式文件然后再轉(zhuǎn)入Ansys：File―>Import-->iges…輸入即可優(yōu)點(diǎn)：各種實(shí)體類型都能轉(zhuǎn)換查詢函數(shù)的使用在Ansys操作過(guò)程或條件語(yǔ)句中，常常需要知道有關(guān)模型的許多參數(shù)值，如選擇集中的單元數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)、最大節(jié)點(diǎn)號(hào)等。此時(shí)，一般可通過(guò)‘Get命令來(lái)獲得這些參數(shù)。現(xiàn)在，對(duì)于此類問(wèn)題，我們有了一個(gè)更為方便的選擇，那就是查詢函數(shù)一InquiryFunction。InquiryFunction類似于Ansys的*Get命令，它訪問(wèn)Ansys數(shù)據(jù)庫(kù)并返回要查詢的數(shù)值，方便后續(xù)使用。Ansys每執(zhí)行一次查詢函數(shù)，便查詢一次數(shù)據(jù)庫(kù)，并用查詢值替代該查詢函數(shù)。假如你想獲得當(dāng)前所選擇的單元數(shù)，并把它作為*Do循環(huán)的上界。傳統(tǒng)的方法是使用并Get命令來(lái)獲得所選擇的單元數(shù)并把它賦給一個(gè)變量，則此變量可以作為*Do循環(huán)的上界來(lái)確定循環(huán)的次數(shù)。*Get，Elmax，elem，，count*DO，I，1，Elmax*Enddo現(xiàn)在可以使用查詢函數(shù)來(lái)完成這件事，把查詢函數(shù)直接放在xDO循環(huán)內(nèi)，它就可以提供所選擇的單元數(shù)。*Do，I，Elmior(0，13)*Enddo這里的Elmiqr并不是一個(gè)數(shù)組，而是一個(gè)查詢函數(shù)，它返回的是現(xiàn)在所選擇的單元數(shù)。括弧內(nèi)的數(shù)是用來(lái)確定查詢函數(shù)的返回值。第一個(gè)數(shù)是用來(lái)標(biāo)識(shí)你所想查詢的特定實(shí)體(如單元、節(jié)點(diǎn)、線、面號(hào)等)，括弧內(nèi)的第二個(gè)數(shù)是用來(lái)確定查詢函數(shù)返回值的類型(如選擇狀態(tài)、實(shí)體數(shù)量等)。同本例一樣，通常查詢函數(shù)有兩個(gè)變量，但也有一些查詢函數(shù)只有一個(gè)變量，而有的卻有三個(gè)變量。查詢函數(shù)的種類和數(shù)量很多，下面是一些常用、方便而快速快捷的查詢函數(shù)。1．Area--Arinqr(Areaid，key)Areaid--查詢的面，對(duì)于Key：12，13，14可取為0；Key，標(biāo)識(shí)關(guān)于Areaidr的返回信息=1，選擇狀態(tài)?=12，定義的數(shù)目=13，選擇的數(shù)目=14，定義的最大數(shù)’=―1，材料號(hào)=―2，單元類型=―3，實(shí)常數(shù)=―4，節(jié)點(diǎn)數(shù)=―6，單元數(shù)Arinqr(Areaid，Key)的返回值對(duì)于Key：1=0，Areaid未定義=―1，Areaid未被選擇=1，Areaid被選擇2．Keypoints--Kpinqr(Kpid，Key)Kpid--查詢的關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)于Key：12，13，14為0Key―標(biāo)識(shí)關(guān)于Kpid的返回信息=1，選擇狀態(tài)=12，定義的數(shù)目=13，選擇的數(shù)目=14，定義的最大數(shù)目=―1，數(shù)料號(hào)=―2，單元類型=―3，實(shí)常數(shù)=―4，節(jié)點(diǎn)數(shù)，如果已分網(wǎng)=―7，單元數(shù)，如果已分網(wǎng)Kpinqr(kpid，Key)的返回值對(duì)于Key=1=―1，未選擇=0，未定義=1，選擇3．Line--Lsinqr(Lsid，Key)Lsid--查詢的線段，對(duì)于Key=12，13，14為0Key,標(biāo)識(shí)關(guān)于Lsid的返回信息=1，選擇狀態(tài)=2，長(zhǎng)度=12，定義的數(shù)目=13，選擇的數(shù)目=14，定義的最大數(shù)=―1，材料號(hào)=―2，單元類型=―3，實(shí)常數(shù)=―4，節(jié)點(diǎn)數(shù)=―6，單元數(shù)4．Node--Ndinqr(Node，Key)Node--節(jié)點(diǎn)號(hào)，對(duì)于Key：12，13，14為0Key―標(biāo)識(shí)關(guān)于Node的返回信息=1，選擇狀態(tài)=12，定義的數(shù)目=13，選擇的數(shù)目=14，定義的最大數(shù)=―2，超單元標(biāo)記=―3，主自由度=―4，激活的自由度=―5，附著的實(shí)體模型Ndinqr(Node，Key)的返回值對(duì)于yey：1=―1，未選擇=0，未定義=1，選擇5。Volumes--Vlinqr(Vnmi，Key)Vnmi一查詢的體，對(duì)于Key=12，13，14為0Key―標(biāo)識(shí)關(guān)于Vnmi的返回信息=1，選擇狀態(tài)=12，定義的數(shù)目=13，選擇的數(shù)目?=14，定義的最大數(shù)目=―1，數(shù)料號(hào)=―2，單元類型=―3，實(shí)常數(shù)=―4，節(jié)點(diǎn)數(shù)=―6，單元數(shù)=―8，單元形狀=―9，中節(jié)點(diǎn)單元=―10，單元坐標(biāo)系Vlinqr(Vnmi，Key)的返回值．對(duì)于Key：1=―1，未選擇=0，未定義=1，選擇用ANSYS作橋梁計(jì)算十三（其他文件網(wǎng)格劃分）[原創(chuàng)]導(dǎo)入的圖形聯(lián)系在一起，但是沒(méi)有粘合在一起，如果這樣進(jìn)行網(wǎng)格劃分，各個(gè)圖形就不會(huì)通過(guò)單元節(jié)點(diǎn)聯(lián)系在一起，因此載荷也沒(méi)有辦法進(jìn)行傳遞，必須運(yùn)用布爾操作進(jìn)行處理，其處理方法有以下幾種。1．直接進(jìn)行Glue布爾操作，如果圖形形狀簡(jiǎn)單，布爾操作就可能成功，這樣可以直接進(jìn)行下一步的處理。2．如果進(jìn)行布爾操作失敗，可根據(jù)提示進(jìn)行修正。有兩種提示錯(cuò)誤：一是說(shuō)這種情況不適合用Glue操作，建議用Overlap命令，那就用Overlap命令進(jìn)行處理，Overlap完成后，再進(jìn)行Glue處理。如果提示拓?fù)渫嘶瑓⒁?jiàn)二說(shuō)明。二是說(shuō)拓?fù)渫嘶ㄗh放寬布爾操作的精度，這時(shí)應(yīng)該放寬精度，放寬精度的時(shí)候應(yīng)注意，放寬的精度要至少比圖形中的最小尺寸精度小一個(gè)數(shù)量級(jí)，否則可能導(dǎo)致圖形劃分出現(xiàn)大的誤差，甚至導(dǎo)致錯(cuò)誤。放寬精度后，進(jìn)行Glue操作，一般都會(huì)成功(注意放寬精度進(jìn)行布爾操作完成后，必須把精度調(diào)回來(lái))。3．如果仍然不成功，可以采取Add操作，但是不能把所有的圖形都進(jìn)行Add操作，如果模型的材料不同，將來(lái)就無(wú)法給各個(gè)模型分配不同的材料屬性。這時(shí)要采取的步驟是把材料相同的有連接面或線的模型也就是體積Add在一起，使他們成為一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體，把所有的模型都進(jìn)行了各自相關(guān)的Add操作后，對(duì)新生成的幾個(gè)體積進(jìn)行Glue操作，按照1、2的提示進(jìn)行，就會(huì)成功。4．一種比較沒(méi)有依據(jù)的方法，就是把體積分開(kāi)，一個(gè)一個(gè)的進(jìn)行布爾操作，不行的話，記著換一換順序，有時(shí)就可以順利的通過(guò)了。載荷步選項(xiàng)載荷步選項(xiàng)是各選項(xiàng)的總稱，這些選項(xiàng)包括控制載荷如何在求解過(guò)程中使用的選項(xiàng)以及其他諸如輸出控制、阻尼特性設(shè)置和響應(yīng)頻譜數(shù)據(jù)等選項(xiàng)。載荷步選項(xiàng)隨載荷步的不同而不同，有以下幾種類型的載荷步選項(xiàng)：1．通用選項(xiàng)2．動(dòng)力學(xué)選項(xiàng)3．輸出控制4．Biot-Savart選項(xiàng)5．譜選項(xiàng)其中，通用選項(xiàng)包括：瞬態(tài)或靜態(tài)分析中載荷步結(jié)束的時(shí)間，子步數(shù)或時(shí)間步大小，載荷階躍或遞增，以及熱應(yīng)變計(jì)算的參考溫度。以下是對(duì)每個(gè)選項(xiàng)的簡(jiǎn)要說(shuō)明。(一)時(shí)間選項(xiàng)Time命令用于指定在瞬態(tài)或靜態(tài)分析中載荷步結(jié)束的時(shí)間。在瞬態(tài)或其他與速率相關(guān)的分析中，Time命令指定實(shí)際的、按先后順序的時(shí)間，且要求指定一時(shí)間值。在與速率無(wú)關(guān)的分析中，時(shí)間作為一跟蹤參數(shù)。時(shí)間不能設(shè)置為0，如果瞬態(tài)分析中，可指定一個(gè)非常小的值，如Time，le-6(二)子步數(shù)和時(shí)間步大小對(duì)于非線性或瞬態(tài)分析，要指定一個(gè)載荷步中需要的子步數(shù)。指定子步數(shù)的方法如下：Dehim，Dtime，Dtmin，Dtmax，Carry和Nsubst，Nsbstp，Nsbmx，Nsbmn，CarryNsubst命令指定子步數(shù)，Dehim命令指定時(shí)間步的大小。在缺省情況下，Ansys程序在每個(gè)載荷步中使用一個(gè)子步。(三)自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)Autots，Key命令激活時(shí)間步自動(dòng)階躍，在時(shí)間步自動(dòng)階躍時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)或組件對(duì)施加的載荷的響應(yīng)，程序計(jì)算每個(gè)子步結(jié)束時(shí)最優(yōu)的時(shí)間步。(四)階躍或遞增載荷Kbc，Key在一個(gè)載荷步中指定多個(gè)子步時(shí)，需要指明載荷是逐漸遞增還是階躍形式。Kbc命令用于此目的：Kbc，0指明載荷是逐漸遞增；Kbc，1指明載荷是階躍載荷。關(guān)于階躍載荷和逐漸遞增載荷的說(shuō)明：1．如果指定階躍載荷，程序按相同的方式處理所有載荷(約束、集中載荷、表面載荷、體載荷和慣性載荷)。根據(jù)情況，可分步施加、分步改變或分步移去這些載荷。2．如果指定遞增載荷，那么在第一個(gè)載荷步施加的所有載荷，除了薄膜系數(shù)外都是從0開(kāi)始逐漸變化的。在隨后的載荷步中，所有載荷的變化都是從先前的值開(kāi)始逐漸變化，但要注意在完全諧(Antype，HarmWithHropt，F(xiàn)ull)分析中，表面載荷和體載荷的逐漸變化與在第一個(gè)載荷步中的變化相同，且不是從先前的值開(kāi)始逐漸變化。3．對(duì)于表格式邊界條件，載荷不會(huì)逐漸變化，而是在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)計(jì)算。如果載荷是在一個(gè)載荷步內(nèi)用表格格式給定的而在下一個(gè)載荷步內(nèi)變?yōu)榉潜砀窀袷?，則該載荷被作為新引入的載荷從0開(kāi)始漸變。4．在隨后的載荷步中被刪除的所有載荷，除了體載荷和慣性載荷外，都是分步移去的。5．在相同的載荷步中，不應(yīng)刪除或重新指定載荷，在這種情況下，逐漸變化不會(huì)按用戶期望的方式進(jìn)行。用ANSYS作橋梁計(jì)算十五（動(dòng)力學(xué)分析選項(xiàng)）[原創(chuàng)]一、用于動(dòng)態(tài)和瞬態(tài)分析的命令以下命令主要是用于動(dòng)態(tài)和其他瞬態(tài)分析的選項(xiàng)，包括：1．Timint，Key，Lab激活或撤消時(shí)間積分效應(yīng)2．Harfrq，F(xiàn)reqb，F(xiàn)peqe在諧波響應(yīng)分析中指定載荷的頻率范圍3．Alphad，Value指定考慮阻尼時(shí)的質(zhì)量矩陣系數(shù)4．Betad，Value指定考慮阻尼時(shí)的剛度矩陣系數(shù)5．Dmprat，Rat／o指定結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析的阻尼系數(shù)二、非線性選項(xiàng)指定每個(gè)子步最大平衡疊代的次數(shù)(缺省二25)Neqit，Number指定收斂公差Cnvtol，Lab，Value，Toler，Norm，MOnref為終止分析提供選項(xiàng)Ncnv，Kstop，Dlim，Itlim，Etlim，CFlim三、輸出控制輸出控制用于控制分析輸出的數(shù)量和特性，有兩個(gè)基本輸出控制：．Ooutres，Item，F(xiàn)req，Cname控制Ansys寫人數(shù)據(jù)庫(kù)和結(jié)果文件的內(nèi)容以及寫入的頻率。Outpr，Item，F(xiàn)req，Cname控制打印的內(nèi)容以及寫入的頻率。下例說(shuō)明Outres和Outpr命令的使用：Outres，All，5!寫入所有數(shù)據(jù)，每到第5子步寫人數(shù)據(jù)Outpr，Nsol，Last!僅打印最后子步的節(jié)點(diǎn)解求解多載荷步定義和求解多載荷步有三種方法：1．多步求解法2．載荷步文件法3．矩陣參數(shù)法所有載荷和載荷步選項(xiàng)一起構(gòu)成一個(gè)載荷步，程序可用其進(jìn)行計(jì)算求解，如果有多個(gè)載荷步，可將每個(gè)載荷步存人一個(gè)文件，調(diào)用該載荷步文件，并在后面的求解中讀人。Lswrite命令寫載荷步文件(每個(gè)載荷步一個(gè)文件，以Jobname．s01，Jobname．s02，Jobname．s03等標(biāo)識(shí))，使用Lswrite，／anum命令將荷載步數(shù)據(jù)存人文件。所有載荷步文件寫入后，可以使用命令在文件中順序讀取數(shù)據(jù)，并求得每個(gè)載荷步的解。下列所示的命令組定義多個(gè)載荷步：／Solu!載荷步1D，F(xiàn)，Nsubst，?．．Kbc，Outres，Outpr，Lswrite!寫載荷步文件：Jobname．s01!載荷步2D，F(xiàn)，Nsubst，?．．Kbc，Outres，Outpr，kswrite!寫載荷步文件：Jobname．s02載荷步數(shù)據(jù)用Ansys命令寫入文件，ite命令不捕捉實(shí)常數(shù)或材料特性的變化。Lswrite命令自動(dòng)地將實(shí)體模型載荷轉(zhuǎn)換到有限元模型，因此所有載荷按有限元載荷命令的形式被寫入文件，特別地，表面載荷總是按Sfe或Sfbeam命令的形式被寫入文件，而不論載荷是如何施加的。要修改載荷步文件序號(hào)為n的數(shù)據(jù)，執(zhí)行命令，Lsread，Lsnum在文件中讀取數(shù)據(jù)，作所需的修改，然后執(zhí)行Lswrite，n命令I(lǐng)mdele命令允許你從Ansys程序中刪除載荷步文件。使用多步求解法是最直接的，它包括在每個(gè)載荷步定義好后執(zhí)行Solve命令。主要缺點(diǎn)是，在交互使用時(shí)必須等到每一步求解結(jié)束后才能定義下一載荷步，比較費(fèi)時(shí)。典型的多步求解法命令流如下所示：／Solu!載荷步1D，?．．SF，?．．Solve!求解載荷步11載荷步2D,,,,SF,,,,Solve!求解載荷步2tm_end=50tm_incr=1*DO，tm，tm_start，tm_end，tm_incrTime，tmf，100，fy，force(tm)!在第100號(hào)節(jié)點(diǎn)上加載隨時(shí)間變化的力Solve*Enddo重新啟動(dòng)一個(gè)分析有時(shí)在初始運(yùn)算完成后也許要重新啟動(dòng)分析過(guò)程，例如想將更多的載荷步加入到分析中，也許在線性分析中要加入別的載荷條件，或在瞬態(tài)分析中加入另外的時(shí)間歷程加載曲線，或者在非線性分析收斂失敗時(shí)需要恢復(fù)。一、重啟動(dòng)條件要重啟動(dòng)一個(gè)分析，模型必須滿足下列條件：1．分析類型必須是靜態(tài)(穩(wěn)態(tài))，諧波或瞬態(tài)(只是full方法)分析，其他分析不能重啟動(dòng)。2．在初始運(yùn)算中，必須已完成至少一次疊代。3．初始運(yùn)算應(yīng)該不是由于"KiHed"作業(yè)、系統(tǒng)中斷或崩潰而停止的。一般重啟動(dòng)要求作業(yè)初始運(yùn)算產(chǎn)生的某些文件存在，并且要求在Solve命令之前對(duì)輸入做一些修改，初始運(yùn)算產(chǎn)生的下列文件必須可用：Jobname．曲，Jobname．emat單元矩陣文件(如果已經(jīng)建立)，Jobname．esav或Jobname．osav保存的單元數(shù)據(jù)(．esav)或保存的舊的單元數(shù)據(jù)(．osav)，只有當(dāng)Job-name．esav文件丟失、不完整或者由于求解發(fā)散、位移超限或主元為負(fù)引起Jobname．esav文件的其他方面的破壞時(shí)，才需要Jobname．osav文件。如果先前的運(yùn)算附帶產(chǎn)生了．rdb，?ldhi，?man文件，必須在進(jìn)行一般啟動(dòng)之前刪除它們。常用操作分析見(jiàn)表4-1。二、一般重啟動(dòng)的步驟一般重啟動(dòng)的步驟如下：1．進(jìn)入Ansys程序，用／Filename命令給定與第一次運(yùn)行時(shí)相同的文件名。2．用／Solu命令進(jìn)人求解處理器，用／Resume命令恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)文件。3．執(zhí)行Antype，Rest命令指出這是一個(gè)重啟動(dòng)分析。4．按需要規(guī)定修正的載荷或增加的載荷。調(diào)整先前坡道載荷的起始點(diǎn)值，新加的坡道載荷從零開(kāi)始變化，新施加的體載荷從初始值開(kāi)始。重嚴(yán)加的和刪掉的載荷可視為新施加的，而沒(méi)有修改。待刪除的表面載荷和體載荷，必須減小到零或初始值，以保持Jobname．esav文件和Jobname．osav文件的數(shù)據(jù)庫(kù)一致。5．指定是否要重新使用三角化矩陣(Jobname?td)，可使用命令Kuse，通過(guò)執(zhí)行Kuse命令可以使程序重新形成單元矩陣，這樣對(duì)調(diào)試分析和處理錯(cuò)誤情況是有利的。6．發(fā)出Solve命令初始化重啟動(dòng)步驟。7．對(duì)增加的載荷步(如果有的話)重復(fù)步驟4～6，或使用載荷步文件法產(chǎn)生和求解多載荷步(Lssolve)。8．按需要進(jìn)行后處理，然后退出Ansys。重新啟動(dòng)輸入實(shí)例：／Filename，，，，Resum／SoluAntype，，Rest!指定新載荷、新載荷步選項(xiàng)等!對(duì)非線性分析，采用恰當(dāng)?shù)牟僮鱏aveSolveSave／Exit三、邊界條件重建要為重啟動(dòng)重建正確的邊界條件，首先要運(yùn)行“虛擬”載荷步，過(guò)程如下：1．將Jobname．osav文件改為Jobname．a(chǎn)sav文件。2．進(jìn)入Ansys程序，用／Filename命令給定與第一次運(yùn)行時(shí)相同的文件名。3．用／Solu命令進(jìn)入求解處理器，用／Resume命令恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)文件。4．執(zhí)行Antype，Rest命令指出這是一個(gè)重啟動(dòng)分析。5．從上一次已成功求解過(guò)的子步開(kāi)始重新規(guī)定邊界條件。6．執(zhí)行Solve命令。7．按需要施加最終載荷及載荷步選項(xiàng)。如載荷步為前面(在虛擬前)加載荷步的延續(xù)，需調(diào)整子步的數(shù)量(或時(shí)間步步長(zhǎng))。時(shí)間步長(zhǎng)編號(hào)可能會(huì)發(fā)生變化，與初始意圖不同。如果你需要保留時(shí)間步長(zhǎng)編號(hào)，可在步驟6中使用一個(gè)小的時(shí)間增量。8．繼續(xù)前面所述的一般重啟動(dòng)的操作步驟。正確的進(jìn)行后處理建立有限元模型并求解后，要分析結(jié)果的正確性。如果結(jié)果不正確可能是由于出現(xiàn)了奇異解。奇異解出現(xiàn)于可能產(chǎn)生不定解或非惟一解的分析中，求解方程的主元為負(fù)或零會(huì)產(chǎn)生這樣的奇異解。有些情況下，盡管遇到主元為負(fù)或零，仍可繼續(xù)進(jìn)行分析，出現(xiàn)這種情況時(shí)，可用Pivcheck命令指定是否要停止分析。下述條件會(huì)引起求解過(guò)程出現(xiàn)奇異性：1．約束不夠。2．模型中有非線性單元(如間隙單元、滑動(dòng)單元、鉸鏈單元、線纜單元h：等)，結(jié)構(gòu)的一部分可能已經(jīng)塌陷或分散了。3．材料特性值為負(fù)，如密度。4．連接點(diǎn)無(wú)約束，單元排列可能會(huì)引起奇異性。例如，兩個(gè)水平桿單元在連接點(diǎn)處存在垂直方向的無(wú)約束自由度，在線性分析中，將會(huì)忽略加在該連接點(diǎn)的垂直載荷。5．屈曲。當(dāng)應(yīng)力剛化效果為負(fù)時(shí)(收縮)，結(jié)構(gòu)受載后變?nèi)?。若結(jié)構(gòu)變?nèi)醯絼偠葴p少到零或更小，就會(huì)出現(xiàn)奇異解，且結(jié)構(gòu)已經(jīng)屈曲，將會(huì)出現(xiàn)“主元值為負(fù)”的提示信息。6．零剛度矩陣(在行或列上)。如果剛度的確為零，線性或非線性分析都會(huì)忽略所加的載荷。在正確計(jì)算成功后，你會(huì)關(guān)心一些關(guān)鍵問(wèn)題的答案：如該設(shè)計(jì)投入使用時(shí)，是否真的可行?某個(gè)區(qū)域的應(yīng)力有多大?這些都需通過(guò)后處理來(lái)完成，后處理是指檢查分析的結(jié)果，這可能是分析中最重要的一環(huán)，因?yàn)槟阋闱宄饔幂d荷如何影響設(shè)計(jì)，單元?jiǎng)澐质欠窈侠淼?。檢查分析結(jié)果可使用通用后處理器Postl和時(shí)間歷程后處理器Post26。Postl檢查某個(gè)模型在某一載荷步和子步的結(jié)果。例如在靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析中，可顯示某一載荷步的應(yīng)力分布。Post26可以檢查模型的指定點(diǎn)的特定結(jié)果相對(duì)于與時(shí)間、頻率或其他結(jié)果項(xiàng)的變化。例如，在非線性結(jié)構(gòu)分析中，可以用圖形表示某一特定節(jié)點(diǎn)的受力與其變形的關(guān)系。必須記住Ansys的后處理器僅是用于檢查分析結(jié)果的工具。仍然需要使用設(shè)計(jì)者的工程判斷能力來(lái)分析和解釋結(jié)果。例如作為橋梁設(shè)計(jì)者你必須充分考慮混凝土的抗壓強(qiáng)度、可接受的混凝土抗拉強(qiáng)度，因此根據(jù)后處理的應(yīng)力等值線你應(yīng)該知道此時(shí)的應(yīng)力水平是否可接受?？梢杂肙utres命令指引Ansys求解器按指定的時(shí)間間隔將分析結(jié)果添加在結(jié)果文件中，然后用Postl或Post26后處理器進(jìn)行分析。下面簡(jiǎn)要的介紹一下通用后處理器以便能更有效的對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理。使用Postl通用后處理器可觀察整個(gè)模型或模型的一部分在某一時(shí)間(或頻率)上針對(duì)特定載荷組合時(shí)的結(jié)果。Postl有許多功能，包括從簡(jiǎn)單的圖像顯示到針對(duì)更為復(fù)雜數(shù)據(jù)處理的列表，如載荷工況的組合。Postl中第一步是將數(shù)據(jù)從結(jié)果文件讀人數(shù)據(jù)庫(kù)，要這樣做，數(shù)據(jù)庫(kù)中首先要有模型數(shù)據(jù)(節(jié)點(diǎn)、單元等)，若數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有模型數(shù)據(jù)，執(zhí)行Resume命令讀人數(shù)據(jù)庫(kù)文件Jobname．曲。一旦模型數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，輸入Set，Lstep，Sbstep，F(xiàn)act，Kimg，Time，Angle，Nset或Append命令均可以從結(jié)果文件中讀人結(jié)果數(shù)據(jù)。如：Set，2，5讀人載荷步為2，子步為5時(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)果。結(jié)果文件Jobname．nt中缺省的最大子步數(shù)為1000，超出該界限時(shí)應(yīng)使用／Config命令增加界限值。Postl中的命令為Inres(1nres，Iteml，Item2，Item3，Item4，Item5，Item6，Item7，Item8)。其中，對(duì)于通過(guò)命令Set，Subset和Append等放人數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)果文件，Outres命令控制寫入數(shù)據(jù)庫(kù)和結(jié)果文件的數(shù)據(jù)，而Inres命令指定要從結(jié)果文件中恢復(fù)的數(shù)據(jù)類型。盡管不需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，但I(xiàn)nres命令限制了恢復(fù)和寫人數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)量。因此，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理也許占用的時(shí)間更少。Subset命令與Set命令大致相同，除了差別在于Subset只恢復(fù)所選部分模型的數(shù)據(jù)。用Subset命令可方便地看到模型的一部分的結(jié)果數(shù)據(jù)。例如，若只對(duì)表層的結(jié)果感興趣，可以輕易地選擇外部節(jié)點(diǎn)和單元，然后用÷5Subset命令恢復(fù)所選部分的結(jié)果數(shù)據(jù)。可以向數(shù)據(jù)庫(kù)追加數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行后處理，每次使用