ANSYS在土木工程中的应用.doc

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1、ANSYS在土木工程中的应用作者：李相鑫来源：《建筑与装饰》2017年第11期        摘要本文将综合分析ANSYS软件特色，概括ANSYS在土木工程领域中的相关应用，并且对ANSYS软件和国内外相关软件的连接，在工程结构地震反应分析中加以详细阐述，从而展望其应用前景。基于ANSYS用户自定义的操作流程，利用ANSYS技术来实现EDR阻尼器，在ANSYS中实现阻尼单元的负刚度特性，从数值分析中验证ANSYS技术的正确性，具有较高的实用性。        关键词ANSYS；土木工程；应用价值        ANSYS是现阶段顶端

2、有限元商业应用程序，美国博士在20世纪70年代创建ANSYS公司之后，便开发了ANSYS应用程序，从而分析计算机模拟工程结构，经过几十年的不断完善和修改，成为全球工程中最受欢迎的应用程序。ANSYS5.71是最新版本，上述程序的主要特点是：①功能丰富；②用户界面好；③紧跟计算机硬件和软件的最新发展水平；④前后处理功能完备；⑤图形功能完备[1]。        1ANSYS软件的基本介绍        ANSYS软件拥有丰富且完善的单元库，从而保证ANSYS能够高效地求解各种类型结构的动力问题、线性问题和振动问题等。ANSYS软件的图

3、形界面能够使得用户更容易通学通用，专业人员在30d左右的时间内就能够积极掌握好ANSYS软件的应用技巧和应用方法。ANSYS软件的图形文件和交互式前后处理模型能够在很大程度上减轻用户创建的工程模型，从而评价其工作量。ANSYS软件的统一能够集中好数据库，保证各个系统模块之间的集成。另外，ANSYS软件的DDA模块能够实现ANSYS与多个CAD软件产品的有效连接。ANSYS软件的各种产品积极适应了各种计算机平台的版本，继而为用户提供多种选择性。当今ANSYS软件的使用用户达到6000多家，我国从1990年引入上述应用程序后，被广泛应用

4、在铁道行业、机械制造行业、航空航天行业之中。ANSYS软件为各个领域中的产品设计和科学研究等做出应有贡献，现在诸多院校将ANSYS作为理工科学生中的一门必修课程，因此也引起了学生的广泛关注。        2ANSYS人软件的主要特色        ANSYS软件在性能价格比和数据图形交换方面相比起其他有限元分析软件来说具有较大优越性，ANSYS的价格略高于ALGOR软件，在数据图形交换方面略优于COSMOS/M软件。在18个单元库之中，ALGOR软件和COSMOS/M软件缺少接触单元和摩擦单元，在8个材料库中，ALGOR软件缺少黏

5、弹性材料，COSMOS/M软件缺少混凝土材料[2]。在15个求解器中，ANSYS软件缺少刚体动力学的分析，ALGOR软件则缺少疲劳分析，COSMOS/M软件缺少疲劳、刚体动力学和振动分析等。ANSYS有很好的二次开发工具，如APDL软件和UPFS软件等。        3我国土木结构设计规范对结构分析的相关要求和对软件的应用        我国结构设计规范对结构分析有着显著要求，建筑抗震设计规范给出了具体的弹塑性层间位移角限值，与此同时也规定了在预见地震时应适宜所进行的弹塑性变形验算结构范围，与此同时指出计算模型的建立应该充分符合结

6、构实际工作状况，计算机软件技术的相关条件应用要符合相关标准规定。结构弹性采用TAT、SAP2000和SATWE软件，对于建筑结构可以满足其基本要求。举例来说，上海环球金融中心采取SATWE软件加以弹性计算，超高限建筑审查所使用的SATWE软件和SAP2000raunchy检加以计算，但是，未给出弹塑性层间位移角数值计算结果。弹性结构的地震作用计算在一般情况下，需要考虑到楼板变形的影响，与此同时还要考虑到角柱和铰接柱的结构特性。SATWE软件和ANSYS软件能够充分满足上述需求，尤其是ANSYS软件的功能最为强大。        3.

7、1建模技术        ANSYS软件得到广泛应用的最为重要原因之一就是能够直观且快捷的建模。对于结构外形尺寸较为简单的计算机模型，ANSYS软件可以直接采用建模方法，先确定好具体的节点，再创建相关单元。上述方法在土木工程中应用范围广泛，一旦结构外形尺寸较为复杂，则需要在ANSYS软件基础上采用实体模型建立法，在航天航空领域中和机械工程领域中采用间接的建模方法。在结构分析中，ANSYS的建模技术可以通过以下几个途径：①节点定义；②元素定义；③负载定义；④数图表结果处理[3]。        3.2ANSYS的二次开发技术和功能  

8、      ANSYS所带的方程求解器是通过计算一组联立线方程来积极响应计算结构，非线性结构行为无法直接使用一组线性方程来加以表示，需要加以线性迭代求解。解决问题主要采用的是：增量方法。将荷载分成一系列的载荷增量，在几个载荷步内施加载