Abaqus模擬 | 響應譜法求解結構地震響應
如圖,懸臂柱高12m,工字型截面,密度7800kg/m3,楊氏模量EX=2.1e11Pa,泊松比0.3,所有振型的阻尼比為2%,在3m高處有一集中質量160kg,在6m、9m、12m處分別有120k的集中質量。反應譜按7度多遇地震,取地震影響系數為0.08,第一組,III類場地卓越周期Tg=0.45s,求解結構的最大位移和內力。
步驟1:根據條件計算對應的設計反應譜
在這里,我們采用網上現有的小程序進行生成,創建QM-KZZY文件,生成反應譜的相關數據,得到了周期—加速度反應譜關系中的600個數據點。
我們選取重要的14個數據,滿足曲線的完整性,同時對前兩列數據進行處理、單位換算得到Abaqus中需要輸入的頻率和加速度,其中頻率為周期的倒數,加速度為Sa(g)*9.86。
步驟2:創建模型,材料屬性和截面及集中質量
本次統一量綱位m(米)級別,我們采用線單元建立懸壁柱;建立鋼材,輸入密度7800,楊氏模量2.1e11,泊松比0.3;創建工字鋼梁截面,賦予給懸壁柱,注意要指派截面方向。
關于集中質量的指定,我們在特殊設置—慣性—管理器中創建類型為點質量的慣性,即3m處為160kg,其他均為120kg。
步驟3:設置響應譜分析步
反應譜分析要創建兩個分析步,第一個分析步是模態分析,是響應譜分析的基礎,選擇線性攝動—頻率,設置特征值個數為10,即只關心前10階模態。
第二個分析步,選擇線性攝動—反應譜,激勵為單個方向,激勵方向為Z方向,模態疊加方法為平方和的平方根,并創建幅值曲線,即添加預先處理的頻率和加速度,也設置好阻尼參數。
關于邊界條件,最低點設置為完全固定,之后再進行網格劃分處理,選擇默認的B31梁單元。完成作業分析計算。
步驟4:求解,查看后處理結果
本例計算結果頂點位移為2.979cm,與陸新征博士講解的 ansys結果為3.161m相近,最主要的誤差是由于輸入的反應譜有些許差別,且使用的規范版本不一樣。
響應譜分析是一種頻域分析法,本質上可以看作為結構各階模態的一種線性疊加,必須是要基于模態分析的結果。
它表示的是結構受迫振動的振幅和激勵力頻率之間的關系,當然,這里的激勵力不一定是按照力的形式,也包含位移、速度、加速度的形式,通常我們采用加速度多一些,最后可確定在地震作用下結構的最大振幅,及對應頻率。
響應譜分析不能反應結構地震響應的全過程;僅限于彈性階段,不能給出各構件進入彈塑性變形階段的內力和變形狀態,無法找出結構的薄弱環節;主要適用于規則結構,不適用于不規則結構。
更多仿真分析案例及相關知識技巧,歡迎訪問元王仿真云(www.featechweb.cn)——集仿真項目咨詢,CAE學習培訓,設計工具應用,仿真人才招聘、仿真新聞資訊于一體的CAE仿真行業垂直服務平臺。服務仿真,助力設計,專業為你!
深圳市有限元科技有限公司(簡稱元王)成立于2007年,是一家以計算機輔助工程CAE(Computer Aided Engineering)為主業,以工程仿真軟件開發為核心,集CAE咨詢、CAE培訓、CAE軟件研發與銷售為一體的高科技企業。 依托深厚的CAE技術背景和工程經驗,為客戶提供高水平的CAE工程咨詢服務,為企業創造價值。聯系方式13632683051(微信同號)

工程師必備
- 項目客服
- 培訓客服
- 平臺客服
TOP




















