ABAQUS時程分析法計算地震反應的簡單實例1

第頁ABAQUS時程分析法計算地震反應的簡單實例ABAQUS時程分析法計算地震反應的簡單實例（在原反應譜模型上修改）問題描述：懸臂柱高12m，工字型截面（圖1），密度7800kg/m3，EX=2.1e11Pa，泊松比0.3，所有振型的阻尼比為2%，在3m高處有一集中質(zhì)量160kg，在6m、9m、12m處分別有120kg的集中質(zhì)量。反應譜按7度多遇地震，取地震影響系數(shù)為0.08，第一組，III類場地，卓越周期Tg=0.45s。圖1計算對象第一部分：反應譜法幾點說明：本例建模過程使用CAE；添加反應譜必須在inp中加關鍵詞實現(xiàn)，CAE不支持反應譜；*Spectrum不可以在keywordeditor中添加，keywordeditor不支持此關鍵詞讀入。ABAQUS的反應譜法計算過程以及后處理要比ANSYS方便的多。操作過程為：（1）打開ABAQUS/CAE，點擊createmodeldatabase。（2）進入Part模塊，點擊createpart，命名為column，3D、deformation、wire。continue（3）Createlines，在分別輸入0，0回車；0，3回車；0，6回車；0，9回車；0，12回車。（4）進入property模塊，creatematerial，name：steel，general-->>density，massdensity：7800mechanical-->>elasticity-->>elastic，young‘smodulus：2.1e11，poisson’sratio：0.3.（5）Createsection，name：Section-1，category：beam，type：beam,Continuecreateprofile,name:Profile-1,shape:I,按圖1尺寸輸入界面尺寸，ok。在profilename選擇I，materialname選擇steel。Ok（6）Assignsection，選擇全部，done，彈出的對話框選擇section：Section-1，ok。（7）Assignbeamorientation，選擇全部，默認值確定。（8）View-->>partdisplayoptions，在彈出的對話框里勾選，renderbeamprofiles，以可視化梁截面形狀。（9）添加集中質(zhì)量，Special-->>inertia-->>create，name：mass1，type：pointmass/inertia，continue，選擇（0，3）位置點done，mass：160，ok。create，name：mass2，type：pointmass/inertia，continue，選擇0，6；0，9；0，12位置點（按shift多選），done，mass：120，ok，dismiss。（10）Assembly-->>instancepart，instancetype選dependent（meshonpart），ok。（11）Step-->>createstep，name：step-1，proceduretype選freqency，continue在basic選項卡中，eigensolver選擇頻率提取方法，本例選用lanczos法，numberofeigenvaluesrequest，選value，輸入10.ok。再createstep，createstep，name：step-2，proceduretype選responsespectrum，continue在basic選項卡中，excitations選擇單向singledirection，sumations選擇squarerootofthesumofsquares（SRSS）法，useresponsespectrum：sp(反應譜的name，后面再inp中添加)，方向余弦（0，0，1），scalefactor：1.進入damping選項卡，阻尼使用直接模態(tài)（directmodal），勾選directdampingdata，startmode：1，endmode：8，criticaldampingfraction：0.02.ok。（12）進入load模塊，Load-->>createboundarycondition，name：fixed，step選擇initial，category選擇mechanical，types選擇displacement/rotation，continue選擇0，0點，done，勾選u1~ur3所有6個自由度。Ok。（13）進入mesh模塊，object選擇part，點seededgebynumber，選擇所有桿，done，輸入3，done點assignelementtype，選擇全部桿，done，默認B31，ok。點meshpart，yes。（14）進入job模塊，name：demo-spc，source：model，continue，默認，ok。進入jobmanager，點擊writeinput，在工作目錄生成demo-spc.inp文件。（15）進入ABAQUS工作目錄，使用UltraEdit軟件（或其他類似軟件）打開demo-spc.inp，*Boundary關鍵詞的后面加如下根據(jù)問題敘述確定的反應譜：*Spectrum,type=acceleration,name=sp0.1543,0.167,00.1915,0.25,00.2102,0.333,00.2241,0.444,00.25,0.5,00.3295,0.667,00.4843,1,00.5987,1.25,00.7868,1.667,01.0342,2.222,01.0342,10,00.3528,10000,0第一列為加速度，第二列為頻率，第三列為阻尼比。

圖2保存。（16）進入job模塊，createjob，name：spc，source選擇inputfile，inputfileselect：工作目錄下的demo-spc.inp，continue默認，ok，進入jobmanager，選擇spc，submit，計算成功！Frequencymustbeincreasingcontinuouslyinaspectrumdefinition（17）點擊results進入后處理模塊，可以看到最大位移為3.159cm，這及陸新征博士講解的ansys結果3.1611cm基本一致?？梢圆榭垂ぷ髂夸浵碌膕pc.dat文件查看詳細的頻率和模態(tài)分析結果。第二部分：時程分析進入step模塊，刪除原step1、step2。建立step1（staticgeneral），用于施加重力將step1結果作為動態(tài)分析的初始狀態(tài)，timeperiod設置為1e-10（很短時間）。建立step2（dynamicimplicit），進行動力時程分析timeperiod設置為20（施加的加速度記錄共20s，間隔0.02s），type：automatic，最大增量數(shù)量設置為2000步，將初始時間增量設置為0.02，最小增量設置為1e-15，最大增量設置為0.02，half-stepresidualtolerance：100（控制automatic求解精度的值，在地震分析中應該設置多大為好？還沒弄清楚！請大家賜教！）。另外，將非線性開關打開：在StepManager對話框中點擊Nlgeom將模型頂端節(jié)點設置為set-1:tools-->>set-->>create（在tools中設置，用于觀察頂端節(jié)點的反應情況），同樣的方法，底端節(jié)點設置為set-2在output中設置需要輸出結果，在edithistoryoutputrequest將domain改為set，選擇set1，在displacement里面選擇U。output-->>historyoutputrequest-->>manager-->>editCreatH-Output-2，選擇set-2，同上進入property模塊，materialeditor-->>edit-->>mechanical-->>damping在材料中補充damping，使用瑞利阻尼，質(zhì)量系數(shù)alpha為0.15，剛度系數(shù)beta為0.01。進入load模塊，boundaryconditionmanager，將fix在step2的propagated改為inactive（點擊deactivate）create一個新的邊界條件（在step2），取消z向位移約束（以在該方向施加加速度）再create一個邊界條件（在step2），type為acceleration/angularacceleration,continue選擇基底節(jié)點，勾選A1，輸入1（加速度記錄單位m/s^2），在amplitude后點create，name：Amp-1，type：tabular，continuetimespan：totaltime從excel文件ac5復制時間和加速度至date數(shù)據(jù)欄中（加速度時程按規(guī)范將最大值調(diào)整為0.35m/s^2）再amplitude下拉欄中選Amo-1，ok。Dimiss進入job模塊，Createjob，submit。點擊resultresult->historyoutput—>SpecialDisplacement:U