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1、目录目录 建模流程 操作方法 程序设计 程序核查 实例分析第1页/共27页1.1.建模流程建模流程 程序模块第2页/共27页2.2.操作方法操作方法 程序界面 主要菜单（File，PlotCtrls，WorkPlane，Parameters）主要工具（/PREP7，/SOLU，/POST1，/POST26）常用操作命令*sel,*list,*plot一个完整命令流解析第3页/共27页3.3.程序设计程序设计 准备工作 退出ANSYS模块，清屏 选择单位第4页/共27页 定义单元定义单元土木工程结构常见的单元类型选择依据：分析精度要求，构件形体，分析类型要求（弹塑性，大变形等）杆件（索），梁，板
2、壳，实体，弹簧，质量杆（索）：link1，link8（普通），link10（仅考虑拉压）梁：beam3（三个自由度），beam4（六个自由度），beam44（线性有截面形状的截面），beam188（非线性有截面形状的截面）板壳：plane42，shell63实体：solid45，solid70,solid65弹簧：combin14质量：mass21命令：ET，1，BEAM4 ET，2，SHELL63 KEYOPT，单元编号，单元选项编号，控制数值有限元建模第5页/共27页有限元建模有限元建模土木工程结构常见的材料类型钢材钢材EX,DENS,GXY,DAMPMP，材料何种属性，材料编号，材料属性
3、值MP，EX，1，2.1E11（2.0E10）MP，DENS，1，7800（2500）MP，DAMP，1，0.02（0.05）MP，PRXY，1，0.3（0.17）MP，ALPX，1，1.2E-5（1.5E-5）G=E/2(1+m)混凝土混凝土定义非线性材料定义非线性材料TB,BH,3,1,5,（TB，数据类型，材料编号，数据点）TBPT,200 ,0.1（TBPT，DEFI，坐标点，值），TBDATATBPT,400 ,0.25 TBPT,600 ,0.55 TBPT,800 ,0.75 TBPT,1000,0.85/XRANGE，0，1000TBPLOT，BH，3 定义材料第6页/共27页
4、实常数的定义描述单元横截面几何特征的参数描述单元横截面几何特征的参数实常数的计算常规截面常规截面(矩形，圆形，圆环矩形，圆形，圆环)，可以手算，可以手算ANSYS提供的截面面积提供的截面面积(工字型，槽钢等工字型，槽钢等)复杂结构复杂结构(箱型梁箱型梁)：借助：借助AUTOCAD和和ANSYS实常数的输入R，1，（根据单元类型取值），（根据单元类型取值）RMORE，emodif,all,real,i 修改单元实常数修改单元实常数 Sectype，Secdata有限元建模 定义实常数第7页/共27页 定义实常数定义实常数实常数的输入（变截面）sectype,1,beam,csolid !defi
5、ne cross section at first end pointsecdata,0.5sectype,2,beam,csolid !define cross section at far endsecdata,0.1sectype,3,taper !new Section ID for tapered beam analysissecdata,1,0.0,0.0 !section 1 at location(0,0,0)secdata,2,3,4,5 !section 2 at location(3,4,5)Type,1Mat,1Secnum,3有限元建模第8页/共27页 建模方式的选择
6、建模方式的选择自下而上或自上而下（根据实际情况进行选择）土木工程结构多数自下而上土木工程结构多数自下而上机械构件多数自上而下机械构件多数自上而下物理模型还是几何模型（根据实际情况选择）有限元建模第9页/共27页建立物理模型常见的命令建立物理模型常见的命令自下而上建模物理模型建立节点建立节点(n,1,0,0,0)建立单元建立单元(e,1,2,3,4,5,)（组成有限元的最基本元（组成有限元的最基本元素）素）几何模型建立关键点建立关键点(k,1,0,0,0)建立线建立线(l,1,2)(e,1,2)建立面建立面(a,1,2,3,4)(e,1,2,3,4)建立体（几何模型）建立体（几何模型）(v,1,
7、2,3,4,5,6,7,8)(e,1,2,3,4,5,6,7,8)自上而下建模自上而下建模只能几何模型建立体或者面建立体或者面(rectng,0,3,0,5)(block,0,3,0,4,0,5)第10页/共27页建立物理模型常见的命令建立物理模型常见的命令N，节点编号，X，Y，ZE，节点i，节点jNgen，次数，次数编号，起始节点，终止节点，间隔大小，X，Y，ZFill，起始，终止节点，份数CP，耦合编号，方向，节点号1，节点号2，*do，i，1，100，2 e，i，i+1*enddoNUMMRG，allNUMcmp，allNsel，allEsel,alleplot第11页/共27页建立物理
8、模型常见的命令建立物理模型常见的命令Type,1Mat,1Real，1Secnum，1Cm，名字，单元或节点等Cmsel，s，名，单元或节点等*dim,rr,array,3，2*set，变量或数组名，数值1，数值2,.*get，变量或数组名，单元或节点等，max（LOC），XXX%i%，对字符变量做循环*DIM,数组名,行,列*VREAD,数组名(1,1),文件名,扩展名,f:mymodel,JIK,4,21第12页/共27页加载方式实体模型（几何模型）或有限元模型（物理模型）最终只能施加在有限元模型上优缺点实体模型优点：易于选择实体；不受网格划分及修改的影响）（特别时候均布荷载等）缺点：节点
9、荷载不易施加有限元模型优点：直接施加在节点上；直接选定边界条件（特别适合集中荷载）缺点：受网格划分和修改的影响加载与求解第13页/共27页加载常见命令加载常见命令约束荷载(边界条件)D,节点编号,约束方向,约束方向2,集中力荷载F,节点号,方向,数值面荷载SFE,单元,key(数值不同代表面也不同),数值大小SF,节点,类型(PRES),数值大小体积荷载BFE,体单元,类型(JS),数值大小惯性力荷载ACEL,X向数值,Y向数值,Z向数值第14页/共27页求解常见命令求解常见命令求解类型ANTYPE,类型荷载步命令时间选项:TIME,结束时间子步(非线性):DELTIM,步长=NSUBST,子
10、步数,自动时间步:AUTOS,ON阶跃或斜坡加载:KBC,1输出控制OUTRES,输出类型(全部,单元,基本等),LAST(ALL)是否含有每个子步数据第15页/共27页求解常见命令求解常见命令求解器命令EQSLV,非线性方法,容差荷载步命令牛顿-拉普森选项:NROPT,AUTO(FULL,MODI),自适应打开平衡迭代次数:NEQIT,次数线性搜索(大变形,大应变):LNSRCH,ON预测矫正:PRED,子步ON,荷载步收敛准则:CNVTOL,U(F),数值大变形打开:NLGEOM,ON第16页/共27页加载与求解加载与求解有固定的模式可寻非线形模式/SOLUANTYPE,1NROPT,FU
11、LL,ONCNVTOL,U,0.001NEQIT,30PRED,ONLNSRCH,ONNSUBST,10NLGEOM,ONKBC,1AUTOS,ONSOLVE第17页/共27页土木工程结构分析类型土木工程结构分析类型模态分析/soluantype,modal(分析类型)modopt,subsp,10(提取模态阶数)mxpand,10,yes(后处理中显示模态的阶数)lumpm,on(集中质量)Solve(求解)第18页/共27页土木工程结构分析类型土木工程结构分析类型动力分析定义荷载ALLSEL,ALL/prep7NT=1000 !记录点数量dt=0.02 !时间步长*dim,mm,array
12、,nt,1 !定义放置加速度时程记录的数组*vread,mm(1,1),el,dat,d:Ansys_work4exam1,1,nt,1 !读取数据(f15.5)第19页/共27页土木工程结构分析类型土木工程结构分析类型动力分析/solunsubst,1,1 !设置子步outres,all,none !输出设置outres,nsol,all antype,transtrnopt,full*do,i,1,NT acel,mm(i),0,0 !F,14,FX,10*SIN(2*3.14*10*I*DT)time,i*dt solve*enddo第20页/共27页土木工程结构分析类型土木工程结构分析
13、类型谐分析谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦（简谐）规律变化的载荷时稳态响应的一种技术。分析的目的是计算结构在几种频率下的响应并得到一些响应值对频率的曲线。该技术只计算结构的稳态受迫振动，不考虑结构发在激励开始时的瞬态振动。谐响应分析使设计人员能预测结构的持续动力特性，从而使设计人员能够验证其设计是否能够克服，疲劳，共振，及其他受迫振动应起的有害效果。/SOLU ANTYPE,3 !Harmonic analysisHROPT,FULL F,14,FX,100,100 !Apply force(荷载的实部和虚部)F=(100+i*100)*exp(i*w*t)HARFRQ,0,30
14、,!Frequency w range NSUBST,500,!Number of frequency steps KBC,1 !Stepped loads SOLVE第21页/共27页通用后处理通用后处理单元列表数据结果SET,2,5(荷载步,子步)PLDISP,PLNSOL,PLRSOL,PLESOLPL*,输出结果类型,对应方向，是否显示原图形PRNSOL,PRESOL,PRRSOL列表显示结果PR*,输出结果类型,对应方向第22页/共27页通用后处理通用后处理单元列表数据结果目的:对结果数据进行计算访问无法直接访问的结果(派生解)Keyopt(9)=0(中间节点的解打开)ETABLE,
15、sdir(何种解),ls,1,6 若Keyopt(9)=1 ETABLE,sdir(何种解),ls,1,6,11*GET,strain(1),ELEM,4024,ETAB,sdir第23页/共27页时间历程后处理时间历程后处理SET,2,1(荷载步,子步)NSOL,变量名，节点号,输出类型,方向,ESOL,RSOL等等获取结果:*GET,数组名,ELEM,单元号,何种结果输出文件*mwrite,数组名(1,1),rststress,dat,d:txzbridgefinal,JIK,2,5630,1(2f15.5)第24页/共27页摸清程序建模思路，分清程序运行路径筛选出有用信息检查模型的正确性（单元类型，材料属性，定义的数组，截面形状的显示）分清楚程序的结构，写好注释逐步读取各模块上机运行全程序4.4.程序核查程序核查第25页/共27页5.5.实例分析实例分析 输电线塔结构第26页/共27页感谢您的观赏！第27页/共27页