Model change 應(yīng)用技巧進階(隧道開挖應(yīng)用)(轉(zhuǎn))
基本原理:
首先將結(jié)構(gòu)分成兩個獨立部分,一是需要在前期需要鈍化而隨后需要激活的部分,另一部分就是不需要做任何處理的剩余部分。在此將其分別命名為“需要鈍化”的部分和“不需要鈍化”的部分。由于ABA在激活單元時是在該單元的原始位置予以激活,而實際結(jié)構(gòu)分析中往往要求在變形后的位置上以無初始應(yīng)變的方式激活。故需要先確定變形后的相應(yīng)位置,并予以激活。為此特設(shè)置一種具有“追蹤功能”的單元。此單元實際上是“需要鈍化”單元的備份單元(通過elcopy命令實現(xiàn)),具體要求如下:
1.該單元跟“需要鈍化”單元形狀完全一致,共享節(jié)點,但具有不同的單元號;
2.該單元的剛度很小,它的存在不影響原有結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果;
3.該單元的自重?zé)o限小,不至于由于自重導(dǎo)致該單元產(chǎn)生過大應(yīng)力和變形;
可見,該“追蹤功能”的單元具有“完全彈性”性質(zhì)。
因此,當添加此單元后,實際結(jié)構(gòu)實際上由三部分組成,一是“需要鈍化”的單元,二是“不需要鈍化”的單元,三是賦予了完全彈性材料特性的 “追蹤單元”。
現(xiàn)在,如果將原來 “需要鈍化”的單元鈍化掉(*model change, remove),則結(jié)構(gòu)中剩下的就是“不需要鈍化”的單元和“追蹤單元”兩部分。由于“追蹤單元”的剛度很小,所以,理論上是不影響原有結(jié)構(gòu)的受力的。但由于追蹤單元仍在結(jié)構(gòu)上,其變形位置是可以隨 “不需要鈍化”單元的變形而獲得的。
當此時激活先前已經(jīng)鈍化的單元時,由于該單元與“追蹤單元”共享節(jié)點,先前已經(jīng)鈍化的單元就自然而然的獲得變形后的位置了。這就是“追蹤”功能的基本原理。
如果“追蹤單元”不采用完全彈性材料,則結(jié)構(gòu)的剛度就會因此增大很多,這是第一個需要注意的地方。如果“追蹤單元”的自重參數(shù)較大,則會因其彈性模量較小而產(chǎn)生很大的變形,這是第二個需要注意的地方。如果鈍化單元后結(jié)構(gòu)體系的約束設(shè)置不合理,則會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的現(xiàn)象,這是第三個需要注意的地方。由于“追蹤單元”的“完全彈性”和小自重特性,理論上講,對結(jié)構(gòu)的任何一部分的計算都不會有很明顯的影響。
基本步驟:
建立part,結(jié)合施工順序的要求對相關(guān)part進行partition,并將partition 后的各個獨立部分設(shè)置單元集(以便在elcopy的時候調(diào)用)。此時的結(jié)構(gòu)由兩部分組成,一是“需要鈍化”的單元集,二是剩余的“不需要鈍化”的單元集。這兩部分必須相互獨立,不能有交集。當然,在同一個part里,允許有多個“需要鈍化”的單元集存在。
在assembly階段,將涉及“需要鈍化”單元集的部分按part內(nèi)同樣的要求設(shè)置相應(yīng)的單元集,以便model change時方便調(diào)用。
其它建模步驟先按一般方法完成。
然后對形成的inp文件進行修改。
1.在涉及“需要鈍化”的單元集的instance里添加elcopy命令行
*Elcopy, Element shift=XXXX, Old set=Original_Set, New set=Trace_Set,
Shiftnodes=0
此處的Element shift=XXXX是單元號的增加量,一般要求略大于該instance中原有單元數(shù)的最大值,否則會出現(xiàn)材料重復(fù)定義的錯誤提示;也不宜設(shè)置過大。Old set=Original_Set此處的Original_Set是在該instance中 “需要鈍化”的單元集。New set=Trace_Set是新增的用于追蹤的單元集。Shiftnodes=0即表示新增追蹤單元集Trace_Set與“需要鈍化”的Original_Set單元集共享節(jié)點。
2. 在assembly 中設(shè)置“需要鈍化”的單元集,以便在model change進行相關(guān)操作。如果不在此處設(shè)置單元集,則在model change調(diào)用的時候需要指定part屬性。
3.添加“完全彈性”材料
要求完全彈性,即相對于非鈍化單元的彈性模量小,最好能小5個數(shù)量級;要求質(zhì)輕,以避免自重引起變形過大,可近似取自重密度比其彈性模型模量小5個數(shù)量級。
4.在適當階段鈍化單元集
** Remove all elements in element set Original_Set
*MODEL CHANGE, REMOVE
Original_Set
需要注意的是鈍化掉的是原始單元集,而不是“追蹤單元集”,否則無法實現(xiàn)追蹤功能。
5.在需要激活的階段激活已鈍化單元集
** Reactivate elements in element set Original_Set
*MODEL CHANGE, ADD=STRAIN FREE
Original_Set
在此步中也可以將“追蹤單元集”remove掉。
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