Ansys Workbench應譜計算-小白案例

假設分析一個簡單的鋼結構框架在地震作用下的響應。案例參數如下：

結構類型：鋼結構框架

材料屬性：

彈性模量 E=2.1×1011?PaE=2.1×1011Pa

泊松比 ν=0.3ν=0.3

密度 ρ=7850?kg/m3ρ=7850kg/m3

幾何尺寸：

框架高度：3 m

框架寬度：4 m

梁和柱的截面：矩形截面，寬度 0.1 m，高度 0.2 m

反應譜數據：

反應譜為地震加速度反應譜，單位為 gg（重力加速度）。

反應譜數據如下：

周期 (秒)    加速度 (g)

0.1    0.5

0.5    1.0

1.0    0.8

2.0    0.4

步驟如下：

1. 創建項目

打開ANSYS Workbench。新建一個項目，拖入一個 Modal 分析系統和一個 Response Spectrum 分析系統。將 Response Spectrum 系統的“Setup”單元格拖放到 Modal 系統的“Solution”單元格上，建立連接。

2. 幾何模型

右擊 Modal 系統中的“Geometry”單元格，選擇“New DesignModeler Geometry”創建幾何模型。進入 DesignModeler 后，首先檢查單位：Units（單位）：在界面頂部選擇合適的單位（如 mm、m、inch）。如果單位不對，可在 Tools → Options → Units 里更改。

1）選擇繪圖平面：

在 Tree Outline 里展開 XYPlane / YZPlane / XZPlane。

選中一個平面后，右擊點擊 Look At Plane，進入正視圖模式。

2） 在 Sketching 選項卡下繪制圖形

3） 創建柱和梁的截面:點擊 “Concept” → 選擇 “Cross Section” → “Rectangular”。在右側 “Details View” 里輸入截面尺寸。

4） 生成線體模型：點擊工具欄中的“Concept” -> “Lines From Sketches”。

選擇草圖“Sketch1”，點擊“Generate”生成線體模型。

5） 分配截面：在左側樹形菜單中，選擇“Line Body”。在“Details of Line Body”窗口中，選擇“Cross Section”并分配創建的截面。

3. 材料屬性：

1） 雙擊 Modal 系統中的“Engineering Data”單元格。添加新材料，命名為“Steel”。定義材料屬性

2） 分配材料：雙擊“Model”單元格，進入Mechanical界面。在Mechanical的樹形菜單中，展開“Geometry”并選擇幾何體。在底部的“Details of Geometry”窗口中，找到“Material”選項。點擊“Material”旁邊的下拉菜單，選擇“Steel”。

4. 網格劃分：雙擊 Modal 系統中的“Model”單元格進入Mechanical界面。

1） 設置全局網格大?。涸?左側 “Outline” 面板 選中 Mesh。在右側 “Details of Mesh” 面板：找到 “Element Size”輸入 0.1 m。

2） 右鍵點擊“Mesh”，選擇“Generate Mesh”進行網格劃分。

5. 施加邊界條件：在Mechanical界面中，右鍵點擊 Modal 系統中的“Modal”，選擇“Insert” -> “Fixed Support”。選擇框架底部的兩個端點（按住 Ctrl 鍵，然后依次點擊多個點。），點擊 “Apply”施加固定支撐。