本例建模非常复杂,但各部分之间又有一定的几何规律,因此不适用GUI操作,需要使用APDL进行。
建模思路:根据模型特点,取X=0,100区段的模型,然后通过两次镜像生成全部模型。而区段模型建立的难点在于悬索及主缆的确定。在此通过APDL编写函数完成其模型。
主缆弧度曲线为双曲线,给出其函数表达式:
Y=A∗COSH(X/A)-A
式中,;
A=250。
具体操作如下。
(1)生成区段模型。
A=250
!生成悬索上端节点
∗DO,I,1,10 !循环语句
X=10∗(I-1) !设定悬索上端节点横轴坐标
Y=A∗COSH(X/A)-A !通过函数表达式确定悬索上端节点Y坐标
N,I,X,Y !生成悬索上端节点
∗ENDDO !结束循环
N,11,100,20 !生成索塔上端节点
!生成下端节点
∗DO,I,1,10 !循环生成下端节点
X=10∗I
Y=0
N,11+I,X,Y
∗ENDDO !结束循环
生成悬索上节点如图18-18所示,生成下端节点如图18-19所示。
图18-18 上端节点
图18-19 下端节点
设定当前单元类型为1号,材料类型1,截面取实常数R1,生成主缆模型,如图18-20和图18-21所示。
图18-20 主缆
图18-21 主缆细部
设定单元类型为1号,实常数2,生成悬索,如图18-22所示。设置单元类型为2号,材料类型2,截面1,生成桥面主梁,如图18-23所示。
图18-22 悬索细部
图18-23 桥面主梁细部
命令流如下。
TYPE,1 !指定单元类型
REAL,1 !指定实常数
MAT,1 !指定材料
∗DO,I,1,10 !循环生成主缆
E,I,I+1
∗ENDDO
TYPE,1 !指定悬索的单元及材料
REAL,2
MAT,1
∗DO,I,2,10(www.daowen.com)
E,I,I+10 !循环生成悬索
∗ENDDO
TYPE,2 !指定梁的单元及材料
SECNUM,1 !指定截面
MAT,2
E,1,12
∗DO,I,1,9
E,I+11,I+12
∗ENDDO
(2)定义局部坐标系。
通过路径Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>At Speci-fied Loc,在当前模型的最右端,即X=100处定义局部坐标系。注意,新的坐标系代号必须大于10。
通过路径Utility Menu>Work Plane>Change Active CS to>Specified Coord Sys,将局部坐标系设为当前坐标系。
通过路径Main Menu>Preprocessor>Modeling>Reflect>Nodes以及Main Menu>Prepro-cessor>Modeling>Reflect>Elements>Auto Numbered,以当前局部坐标系的YZ面为对称面,镜像生成另一区段模型,效果如图18-24所示。
接下来,通过路径Utility Menu>Work Plane>Change Active CS to>Specified Coord Sys返回到全局笛卡儿坐标(CSYS=0),再将当前所有模型以YZ面为对称面镜像生成另一半模型,效果如图18-25所示。
命令流如下。
LOCAL,11,0,100 !定义局部坐标系11
CSYS,11 !激活坐标系11
NSYM,X,21,ALL !镜像生成节点
ESYM,,21,ALL !镜像生成
NUMMRG,ALL !合并重复元素
NUMCMP,ALL !压缩编号
CSYS,0 !回到全局坐标系
NSYM,X,100,ALL !镜像生成另一半模型
ESYM,,100,ALL
NUMMRG,ALL
NUMCMP,ALL
图18-24 1/2模型
图18-25 整体模型
再设定当前材料及单元为索塔属性,生成索塔。
命令流如下。
TYPE,2 !定义单元为2号,BEAM单元
SECNUM,2 !截面为2号
E,50,60 !生成左塔
E,11,21 !生成右塔
!对以LINK180为单元类型的单元设定初应变
ESEL,S,TYPE,,1 !按单元类型选择单元
INISTATE,SET,DTYP,EPEL !定义初始条件为应变
INISTATE,DEFINE,ALL,,,,1E-5,1E-5 !为初应变赋值
CSDELE,11,,1, !删除局部坐标系
得到索塔如图18-26所示,完成建模后如图18-27所示。
图18-26 索塔
图18-27 全桥建模完成
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