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編輯人：技術鄰ANSYS專家

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在ANSYS里做地震分析時，需要對結構施加地震慣性荷載，地震慣性力是通過加速度的方式輸入進結構的，然后與結構的質量一起形成動力計算時的慣性荷載，下面說一下在ANSYS里施加地震慣性力的方法。

 

首先，將三個方向的地震加速度放到一個文本文件里，如accexyz.txt，在這個數據文件里共放三列數據，每列為一個方向的地震加速度值，這里僅給出數據文件中前幾行的數據：

   -0.227109E-02   -0.209046E+00    0.467072E+01
   -0.413893E-02   -0.168195E+00    0.261523E+01
   -0.574753E-02   -0.157890E+00    0.809014E-01
   -0.731227E-02   -0.152996E+00    0.119975E+01
   -0.876865E-02   -0.138102E+00    0.130902E+01
   -0.101067E-01   -0.131582E+00    0.143611E+00

.......................

然后，再建一個文本文件用來存放三個方向的地震加速度時間點，如time.txt，在這個數據文件里僅一列數據，對應于加速度數據文件里每一行的時間點，這里給出數據文件中前幾行數據：

    0.100000E-01
    0.200000E-01
    0.300000E-01
    0.400000E-01
    0.500000E-01
    0.600000E-01

.......................

編寫如下的命令流文件，并命名為acce.inp

*dim,ACCEXYZ,TABLE,2000,3                     !01行
*vread,ACCEXYZ(1,1),accexyz,txt,,JIK,3,2000   !02行(3e16.6)                                     !03行

*vread,ACCEXYZ(1,0),time,txt                  !04行
(e16.6)                                       !05行

ACCEXYZ(0,1)=1                                !06行
ACCEXYZ(0,2)=2                                !07行，同上
ACCEXYZ(0,3)=3                                !08行，同上

finish

/SOLU
ANTYPE,trans 
btime=0.01               !定義計算起始時間
etime=15.00              !定義計算結束時間
dtime=0.01               !定義計算時間步長
*DO,itime,btime,etime,dtime
time,itime

AUTOTS,0
NSUBST,1, , ,1 
KBC,1
acel,ACCEXYZ(itime,1),ACCEXYZ(itime,2),ACCEXYZ(itime,3)     !施加三個方向的地震加速度
SOLVE
*ENDDO

最后，在命令窗口里輸入/input,acce,inp即可對結構進行地震動力分析。

 

說明和討論：

1、命令流中各行說明：

01行：定義2000行，3列的數組，(行數根據數據文件里加速度點數來定)ACCEXYZ用來存放三個方向的加速度值

 

02行：從數據文件accexyz.txt里讀加速度值到數組ACCEXYZ,2000為行數，可根據情況修改。其中的JIK，3，2000非常重要，它決定著將從加速度數據文件中數據輸入到ACCEXYZ數組時的存放格式，這里用到按JIK方式變化,即讀進來的數據依次放入ACCEXYZ(I,J)（J從1到3，I從1到2000，K默認從1到1）。根據這行命令下面(3e16.6)的格式，每次從數據文件里讀一行三個數據，分別放入ACCEXYZ(1,1)、ACCEXYZ(1,2)、ACCEXYZ(1,3)，接著再讀下一行的三個數據，分別放入ACCEXYZ(2,1)、ACCEXYZ(2,2)、ACCEXYZ(2,3)，依次類推。當然依據數據文件的格式，也可以選用IJK, IKJ, JIK, JKI, KIJ, KJI等格式，其中IJK為默認。

03行：讀數據的格式，每行三個數值。由于數據文件中的數據是用科學記數年法表示的，因此，這里也用相應FORTRAN的科學記數法的格式。如果數據文件里的數值是如“0.2876   1.2333   2.9938”這樣的格式，此行的數據格式也就修改為“(3f10.4)”這樣的格式。

04行：從數據文件time.txt里讀時間值到數組ACCEXYZ的第零列

 

06行：將數組ACCEXYZ的第零行賦值，如果不對行插值的話也可以不賦值

 

2、ANSYS中施加地震動荷載的討論

本貼中所說的在結構上施加慣性荷載的方法僅適用于對剛性基礎上的結構的地震分析，對于考慮結構-地基相互作用的分析，由于需要考慮地基對結構的影響，其中最重要的因素就是地基輻射阻尼的影響，這在ANSYS里還不太好做。目前用得比較多的，也是最常用的方法就是用無質量地基模型，即在建立結構和地基的模型后，對地基周圍的截斷邊界加固定約束，地基的密度設置為零，但地基彈性模量不為零，考慮地基的剛度影響，然后用上面的方法加整體慣性力。但是，這種方法由于沒有能夠考慮地基的輻射阻尼，往往導致計算結構偏于保守（計算結果往往較考慮地基輻射阻尼時要大）。