基于 Ansys 的钢桁架桥静力和模态分析.pdf

《基于 Ansys 的钢桁架桥静力和模态分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、土木结构分析专题陈晨20104336基于Ansys的钢桁架桥静力和模态分析陈晨20104336（西南交通大学力学与工程学院结构2010-01班，四川成都）摘要：本文应用Ansys软件，采用有限元分析技术及其优化技术，分别采用GUI方式和命令流方式，对给定的一架钢桁架简支梁桥进行了静力学分析和模态分析，对强度、内力分布及前六届振型状况进行了查看。关键词：力学；土木工程；桥梁工程；结构分析1设计概况图1钢桁架桥简图已知下承式简支钢桁架桥桥长72米，每个节段12米，桥宽10米，高16米。设桥面板为0.3米厚的混凝土板。桁架杆件规格有三种，见下表：表1钢桁架桥杆件规格杆件截面号形状

2、规格端斜杆1工字形400×400×16×16上下弦2工字形400×400×12×12横向连接梁2工字形400×400×12×12其他腹杆3工字形400×300×12×12所用材料属性如下表：表2材料属性参数钢材混凝土弹性模量EX2.1×10113.5×1010泊松比PRXY0.30.1667密度DENS785025002建立有限元模型2.1定义单元类型和选项MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete，弹出“ElementTypes”选择“StructuralBeam—3Delastic4”，单击“Ok”，定义“BEAM

3、4”单元，如图6-17。继续单击“Add”按钮，选择“StructuralShell—Elastic4node63”，定义“SHELL63”单元。得到如图6-18所示的结果。最后单击“Close”，关闭单元类型对话框。图2单元类型对话框2.2定义梁单元截面MainMenu>Preprocessor>SectionsBeam>CommonSections，弹出“BeamTool”工具条，如图6-19填写。然后单击“Apply”，如图6-19填写；然后单击“Apply”，如图6-19填写，最后单击“OK”。1图3定义三种截面每次定义好截面之后，点击“Preview”可以观察截面

4、特性。以第一种工字钢为例：图4截面特性2.3定义实常数MainMenu>Preprocessor>RealConstants>Add/Edit/Delete，弹出“RealConstants”对话框，单击“Add”按钮，在：“ElementTypeforR…”对话框中选择“Type1BEAM4”，在“RealConstantsSetNumber1，”对话框中，如图6-22填写。继续单击“Add”设置2号实常数，在ElementTypeforR…对话框中选择“Type2BEAM4”，在“RealConstantsSetNumber2，”对话框中，依次填写“2、0.0141、0

5、.128e-3、0.415e-3、0.4、0.4”。继续单击“Add”设置3号实常数，在ElementTypeforR…对话框中选择“Type1BEAM4”，在“RealConstantsSetNumber3，”对话框中，依次填写“3、0.0117、0.541e-4、0.324e-3、0.3、0.4”。继续单击“Add”设置4号实常数，在ElementTypeforR…对话框中选择“Type2SHELL63”，在“RealConstantsSetNumber3，”对话框中，“TK(I)”项中填写“0.3”，其他项不写。单击“Close”关闭“RealConstants”对话

6、框。图5定义壳单元实常数2.4定义材料属性1MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels，弹出“DefineMaterialModelBehavior”对话框，在右边的栏中连续双击“Structural>Linear>Elastic>Isotropic”后，弹出“LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1”对话框，如图6所示，在该对话框中“EX”后面的输入栏输入“2.1e11”，“PRXY”后面的输入栏输入“0.3”，单击“OK”。图6设置弹性模量、泊松比和密度继续在“Def

7、ineMaterialModelBehavior”对话框，双击“Structural>Density”，弹出“DensityforMaterialNumber1”对话框，如图6所示，在“DENS”后面的输入栏输入“7850”，单击“OK”。设置好第一种钢材材料之后，还要设置第二种混凝土桥面板材料。“DefineMaterialModelBehavior”对话框的Material菜单中选择“Newmodel”，按照默认的材料编号，点击“OK”。这时“DefineMaterialModelBehavior”对话框左边出