理论教育 ANSYS17.0有限元建模:桥面主梁和索塔生成

ANSYS17.0有限元建模:桥面主梁和索塔生成

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】: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。激活坐标系11NSYM,X,21,ALL !镜像生成另一半模型ESYM,,100,ALLNUMMRG,ALLNUMCMP,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。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

ANSYS17.0有限元建模:桥面主梁和索塔生成

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,978-7-111-58392-9-Part03-194.jpg

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。

978-7-111-58392-9-Part03-195.jpg

图18-18 上端节点

978-7-111-58392-9-Part03-196.jpg

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。

978-7-111-58392-9-Part03-197.jpg

图18-20 主缆

978-7-111-58392-9-Part03-198.jpg

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。

978-7-111-58392-9-Part03-199.jpg

图18-22 悬索细部

978-7-111-58392-9-Part03-200.jpg

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

978-7-111-58392-9-Part03-201.jpg

图18-24 1/2模型

978-7-111-58392-9-Part03-202.jpg

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。

978-7-111-58392-9-Part03-203.jpg

图18-26 索塔

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图18-27 全桥建模完成

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