手把手教你学ansys--框架建模篇.pdf

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1、大家好，我是水哥，今天给大家讲解一个框架结构的建模运算，分四期，第一期讲解用梁壳单元建立结构的模型，第二期框架结构的模态分析与反应谱分析，第三期框架结构的动力时程分析，第四期框架实体模型的建立以及与梁壳模型结果的对比分析。工程概况：该结构是一个很简单的工业厂房，其普通楼层的结构布置如下图。层高3.3米，总共五层，板厚取100mm柱子截面统一取500X500梁柱混凝土等级为C30，弹性模量取3.0e10N/mm^2，泊松比取0.2，重度取26kg/m^3。抗震设防烈度为七度，场地特征周期0.35s，地震作用影响系数取0.08。楼面恒荷载统一

2、取4KN/m^2，活荷载统一取2KN/m^2。屋面恒荷载取5KN/M^2,活荷载取0.5KN/m^2.一、建模前的参数设置以及关于用梁壳单元建模的几点注意事项1、关于参数设置我们在使用ANSYS的时候要充分利用ANSYS参数化的优势，这是相对于其他有限元软件的优势所在，我也偶尔用用其他软件，比如ABAQUS，因为相对于其他软件来说，ANSYS的后处理实在很糟糕，很多人会喜欢上ANSYS其实无非就是其APDL的编程优势所在。对新手而言，可能很多APDL的命令我们不知道，也不知道该怎么去应用他们，但是最简单的用字母去代替常量的设置却是我们学习

3、ansys最简单的步伐。例如，以本题为例，很多喜欢用GUI的同学可能拿到图后就开始在GUI里面点点点，开间照着图上的输入，这样本无可厚非，但是这样却对后面我们的改动很不利。有同学又说了，APDL我不会呀。是的，针对不会APDL或者对APDL不熟悉得同学，水哥建议将GUI和APDL联合起来建模，这样能节省不少建模的时间。比如，开间有3600mm,4800mm之分，我们可以设置参数A1=3600,A2=4800，这样我们在输入点的坐标时候，就可以用字母代替了。假如在未来的某个时刻，我们需要改动开间的大小，这时候我们只需要改动字母所代表值的大小

4、就可以了。多说无益，此间好处也只有同学们自己去体验了才知道，顺便说一句，在结构的优化设计中，没有参数化的建模是不行的。2、关于用梁壳模型建模的几点注意事项1)关于beam188/189ANSYS关于梁的模拟有很多单元，但使用最多的无非就是beam188/189了，其主要原因就是其截面的多样性，当然我们可以使用其他梁单元，例如beam3、beam4，但是其他单元的话没有截面赋值一说，也就是我们必须要自己计算截面的一些几何性质，如果一个工程里面截面多样，这就比较痛苦了，所以建议大家能使用189就尽量使用189.使用189的基本过程：包括定义单

5、元、单元关键项设置、截面定义、截面参数输入、截面主轴方向关键点定义、截面偏置。189单元的关键项我不讲，因为我也说不清，仔细看看help能理解多少就多少，但是最关键的两个地方一是截面主轴方向关键点的定义，还有一个是截面的偏置。之所以要截面偏置是因为在ANSYS中，所有的单元中心都默认是其几何中心，所以在梁板交接时，软件默认板在梁的中心，这时候我们就需要截面偏置了，这样更符合实际，后面会有对比。下图简单显示了不同主轴方向关键点对截面主轴方向的影响，相信不用我说，大家能看明白。（前一个是以3为主轴关键点，后者是4，截面为200X500）2)关

6、于梁单元的截面问题在楼面体系中，板一般采用壳单元模拟，梁一般采用梁单元模拟，而ansys一般默认单元中心为几何体中心，因此我们在确定梁单元的截面时，切记要用实际的截面高度减去我们的板厚，然后在将梁单元的截面偏置到我们的壳体几何中心，这样才更好符合实际情况。例如上图，我们实际的梁高是h+t，但是我们在建模的时候输入的梁高要为H，并且要将梁的计算单元中心向上偏移h/2+t/2到壳体几何中心。3)单位问题，ANSYS经典版本无具体单位，需技术人员自己制定，一般情况下采用的单位制有N-m制和N-mm制，他们对应的其他单位如下：长度力时间速度加速度

7、质量应力密度23mNSm/sm/sKgPaKg/m23mmKNSmm/smm/sTMPat/m二、标准层的建立1）参数定义参数定义可以简单的通过命令流窗口输入，也可以通过parameters—scalerparameters,命令流：k1=3800$k2=4600$k3=7600!开间长度$k4=3920!次梁开间j1=5000$j2=7000!进深长度b1=250$h1=400!主梁宽高(减去板厚)b2=200$h2=400!次梁宽高（减去板厚）b3=500$h3=500!柱子截面h=3300!层高hh=100!板厚GUI:(参数的删除

8、可以通过delete，也可以在命令流窗口中输入参数名称=来进行删除)2）材料的输入与单元类型、单元截面的指定在建立单元的时候，要注意为了后面结果的提取方便，梁柱虽然都用梁单元模拟，单建议将其用