地鐵盾構(gòu)隧道掘進施工過程三維仿真分析-ANSYS命令流_第1頁
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PAGE44隧道及地下工程ANSYS實例分析第1章大型有限元軟件ANSYS簡介PAGE2模型的建立/TITLE,3DanalysisonshieldtunnelinMetro!確定分析標題/NOPR !菜單過濾設(shè)置/PMETH,OFF,0KEYW,PR_SET,1KEYW,PR_STRUC,1 !保留結(jié)構(gòu)分析部分菜單/COM,/COM,PreferencesforGUIfilteringhavebeensettodisplay:/COM,Structural材料、實常數(shù)和單元類型定義/clear !更新數(shù)據(jù)庫/prep7 !進入前處理器et,1,solid45 !設(shè)置單元類型et,2,mesh200,6save !保持數(shù)據(jù)(2)定義模型中的材料參數(shù)。!土體材料參數(shù)mp,ex,1,3.94e6 !地表層土彈性模量mp,prxy,1,0.35 !地表層土泊松比mp,dens,1,1828 !地表層土密度mp,ex,2,20.6e6 !盾構(gòu)隧道所在地層參數(shù)mp,prxy,2,0.30mp,dens,2,2160mp,ex,3,500e6 !基巖地層參數(shù)mp,prxy,3,0.33mp,dens,3,2160!管片材料參數(shù),管片襯砌按各向同性計算mp,ex,4,27.6e9 !管片襯砌彈性模量mp,prxy,4,0.2 !管片襯砌泊松比mp,dens,4,2500 !管片襯砌密度!注漿層,參數(shù)按水泥土取值mp,ex,5,1e9 !注漿層彈性模量mp,prxy,5,0.2 !注漿層泊松比mp,dens,5,2100 !注漿層密度save !保持數(shù)據(jù)建立平面內(nèi)模型并劃分單元(1)在隧道中心線定義局部坐標,便于后來的實體選取。local,11,0,0,0,0 !局部笛卡兒坐標local,12,1,0,0,0 !局部極坐標csys,11 !將當前坐標轉(zhuǎn)換為局部坐標wpcsys,-1 !同時將工作平面轉(zhuǎn)換到局坐標cyl4,,,,,2.7,90 !畫部分圓半徑為2.7cyl4,0,0,2.7,0,3,90 !畫管片層部分圓cyl4,0,0,3,0,3.2,90 !畫注漿層部分圓rectng,0,4.5,0,4.5 !畫外邊界矩形aovlap,all !做面遞加nummrg,all !合并所有元素numcmp,all !壓縮所有元素編號rectng,4.5,31.5,0,4.5 !畫矩形面nummrg,all !合并所有元素numcmp,all !壓縮所有元素編號save !保持數(shù)據(jù)(2)劃分單元,如圖10-1所示。meshkey,1 !選擇劃分方式為映射劃分type,2 !采用Mesh200進行平面內(nèi)的單元劃分lesize,1,,,6 !對線設(shè)置單元數(shù)lesize,2,,,6lesize,3,,,6amesh,1 !對面1劃分單元lesize,4,,,6 !對線設(shè)置單元數(shù)lesize,8,,,2lesize,9,,,2amesh,2 !對面2劃分單元lesize,5,,,6 !對線設(shè)置單元數(shù)lesize,10,,,1lesize,11,,,1amesh,3 !對面3劃分單元lesize,12,,,3 !對線設(shè)置單元數(shù)lesize,13,,,3lesize,6,,,3lesize,7,,,3lesize,14,,,8,2lesize,16,,,8,0.5amap,4,7,6,8,10 !對面4采用MAP方式劃分單元amap,5,9,8,11,12 !對面4采用MAP方式劃分單元save !保持數(shù)據(jù)(3)利用對稱性劃分單元得到下半部分模型,如圖10-2所示。(2)自重應(yīng)力場后處理。/POST1 !進入后處理器PLNSOL,S,Y,0,1 !SY應(yīng)力圖如圖10-8所示PLNSOL,U,Y,0,1 !UY位移圖如圖10-9所示加載與自重應(yīng)力場求解第1步開挖模擬分析(1)第1步開挖中第1個計算步的命令流。/solu !進入求解器antype,,rest !設(shè)定分析類型為重啟動分析,重啟動點默認為上次求解結(jié)束時time,2 !設(shè)定時間步AUTOTS,1 !自動增加計算步DELTIM,0.1,0.001,0.2,1 !時間步選項設(shè)置csys,12 !將當前坐標變?yōu)榍懊孀远x的極座標wpcsys,-1vsel,s,loc,x,0,3.2 !選擇體vsel,r,loc,z,0,-3 !再選擇體eslv,s !選擇單元ekill,all !殺死開挖土體單元,包括核心圖、管片層、注漿層asel,s,loc,x,0,3.19 !選擇面asel,r,loc,z,-3SFA,all,1,PRES,0.3e6 !施加掌子面頂進壓力asel,s,loc,x,3.2 !選擇面asel,r,loc,z,0,-2.9SFA,all,1,PRES,0.15e6 !施加注漿壓力allsel,all !選擇所有元素solve !求解save !存儲數(shù)據(jù)庫finish !返回上一主菜單(2)第1步開挖中第1個計算步的命令流。/solu !進入求解器antype,,rest !重新啟動time,3 !第三次計算AUTOTS,1DELTIM,0.1,0.001,0.2,1csys,12 !改變坐標系wpcsys,-1 !改變工作坐標系vsel,s,loc,x,0,2 !選擇體vsel,r,loc,z,0,-3eslv,s !選擇單元ekill,all !殺死核心土單元vsel,s,loc,x,2,2.3 !選擇體vsel,r,loc,z,0,-3eslv,s !選擇單元mpchg,4,all !改變管片單元材料參數(shù)vsel,s,loc,x,2.3,2.7 !選擇體vsel,r,loc,z,0,-3eslv,s !選擇單元mpchg,5,all !改變注漿層材料參數(shù)asel,s,loc,x,0,3.19 !選擇面asel,r,loc,z,-3SFA,all,1,PRES,0.3e6 !在面上施加壓力asel,s,loc,x,3.2asel,r,loc,z,0,-2.9SFA,all,1,PRES,0 !取消注漿壓力allsel,all !選擇所有元素solve !求解save !保存數(shù)據(jù)庫finish !返回上一層主菜單開挖循環(huán)MAC文件的編寫(1)將第1步開挖,第1個計算步中的命令流改寫為以step(開挖步)為參數(shù)的命令流形式,并將其文件名命為Constr1.mac。!*************************************Constr1.mac*****************************time,2*stepAUTOTS,1DELTIM,0.1,0.001,0.2,1csys,12wpcsys,-1vsel,s,loc,x,0,2vsel,r,loc,z,0,-3*(step-1)eslv,sekill,allvsel,s,loc,x,2,2.3vsel,r,loc,z,0,-3*(step-1)eslv,smpchg,4,allvsel,s,loc,x,2.3,2.7vsel,r,loc,z,0,-3*(step-1)eslv,smpchg,5,allvsel,s,loc,x,0,3.2vsel,r,loc,z,-3*(step-1),-3*stepeslv,sekill,allasel,s,loc,x,0,3.19asel,r,loc,z,-3*(step-1)SFA,all,1,PRES,0e6asel,s,loc,x,0,3.19asel,r,loc,z,-3*stepSFA,all,1,PRES,0.3e6asel,s,loc,x,3.2asel,r,loc,z,-3*(step-1)-0.1,-3*step+0.1SFA,all,1,PRES,0.15e6allsel,allsolvesave(2)將第1步開挖,第2個計算步中的命令流改也寫為以step(開挖步)為參數(shù)的命令流形式,并將其文件名命為Constr2.mac,代碼如下:!**********************Constr2.mac********************************************time,2*step+1AUTOTS,1DELTIM,0.1,0.001,0.2,1csys,12wpcsys,-1vsel,s,loc,x,0,2vsel,r,loc,z,0,-3*stepeslv,sekill,allvsel,s,loc,x,2,2.3vsel,r,loc,z,0,-3*stepeslv,smpchg,4,allvsel,s,loc,x,2.3,2.7vsel,r,loc,z,0,-3*stepeslv,smpchg,5,allasel,s,loc,x,0,3.19asel,r,loc,z,-3*stepSFA,all,1,PRES,0.3e6asel,s,loc,x,3.2asel,r,loc,z,-3*(step-1)-0.1,-3*step+0.1SFA,all,1,PRES,0allsel,allsolvesave第2步到第13步的開挖模擬分析(1)第2步開挖模擬分析,!以下的中文說明也與第一步開挖一致,在此省去。/soluantype,,reststep=2Constr1.mac/soluantype,,reststep=2Constr2.mac(2)第3步開挖模擬分析。/soluantype,,reststep=3Constr1.mac/soluantype,,reststep=3Constr2.mac(3)第4步開挖模擬分析。/soluantype,,reststep=4Constr1.mac/soluantype,,reststep=4Constr2.mac(4)第5步開挖模擬分析。/soluantype,,reststep=5Constr1.mac/soluantype,,reststep=5Constr2.mac(5)第6步開挖模擬分析。/soluantype,,reststep=6Constr1.mac/soluantype,,reststep=6Constr2.mac(6)第7步開挖模擬分析。/soluantype,,reststep=7Constr1.mac/soluantype,,reststep=7Constr2.mac(7)第8步開挖模擬分析。/soluantype,,reststep=8Constr1.mac/soluantype,,reststep=8Constr2.mac(8)第9步開挖模擬分析。/soluantype,,reststep=9Constr1.mac/soluantype,,reststep=9Constr2.mac(9)第10步開挖模擬分析。/soluantype,,reststep=10Constr1.mac/soluantype,,reststep=10Constr2.mac(10)第11步開挖模擬分析。/soluantype,,reststep=11Constr1.mac/soluantype,,reststep=11Constr2.mac(11)第12步開挖模擬分析。/soluantype,,reststep=12Constr1.mac/soluantype,,reststep=12Constr2.mac(12)第13步開挖模擬分析。/soluantype,,reststep=13time,2*stepAUTOTS,1DELTIM,0.1,0.001,0.2,1csys,12wpcsys,-1vsel,s,loc,x,0,2vsel,r,loc,z,0,-3*(step-1)eslv,sekill,allvsel,s,loc,x,2,2.3vsel,r,loc,z,0,-3*(step-1)eslv,smpchg,4,allvsel,s,loc,x,2.3,2.7vsel,r,loc,z,0,-3*(step-1)eslv,smpchg,5,allvsel,s,loc,x,0,3.2vsel,r,loc,z,-3*(step-1),-60eslv,sekill,allasel,s,loc,x,0,3.19asel,r,loc,z,-3*(step-1)SFA,all,1,PRES,0e6asel,s,loc,x,3.2asel,r,loc,z,-3*(step-1)-0.1,-60SFA,all,1,PRES,0.15e6allsel,allsolvesave!以上為開挖中的第一個計算步/soluantype,,reststep=13time,2*step+1AUTOTS,1DELTIM,0.1,0.001,0.2,1csys,12wpcsys,-1vsel,s,loc,x,0,2vsel,r,loc,z,0,-60eslv,sekill,allvsel,s,loc,x,2,2.3vsel,r,loc,z,0,-60eslv,smpchg,4,allvsel,s,loc,x,2.3,2.7vsel,r,loc,z,0,-60eslv,smpchg,5,allasel,s,loc,x,3.2asel,r,loc,z,-3*(step-1)-0.1,-60SFA,all,1,PRES,0allsel,allsolvesave

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