ansys 抗震模型的案例
基于抗震規(guī)范GB50011的ANSYS抗震仿真分析
本文使用的分析案例來自期刊應(yīng)力力學(xué)學(xué)報(bào)2020年10月第37卷第5期文章《中美歐建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)對(duì)比》。
原文第5節(jié)的案例描述如下：
原文按中國(guó)抗震規(guī)范GB50011計(jì)算的各層剪力如下表所示。
1、底部剪力法（公式解）
期刊原文缺乏結(jié)構(gòu)基本周期的信息，筆者通過原文的剪力計(jì)算結(jié)果推測(cè)得出結(jié)構(gòu)的基本周期為1.01806秒，在這個(gè)推斷的基礎(chǔ)上，根據(jù)GB50011規(guī)范，使用公式法計(jì)算各層的剪力。
假設(shè)結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05，水平地震影響系數(shù)的計(jì)算值如下所示。
結(jié)構(gòu)等效總重力載荷的計(jì)算值如下所示。
頂部附加地震作用系數(shù)的計(jì)算值如下所示。
結(jié)構(gòu)各層剪力根據(jù)以下公式計(jì)算。
通過以上公式計(jì)算得到的剪力值和期刊原文的結(jié)果高度一致。
2、底部剪力法（仿真解）
幾何模型如下圖所示。
抗震規(guī)范GB50011的底部剪力法，在ANSYS Mechanical中對(duì)應(yīng)靜力分析。
施加等效加速度。
各層剪力的仿真結(jié)果如下所示。
列表如下，可以看出底部剪力法的仿真解和公式解在高樓層上差距較大，這是因?yàn)?em>ANSYS Mechanical靜力分析沒有考慮計(jì)算高度的影響。
3、反應(yīng)譜法（仿真解）
使用ANSYS Mechanical的反應(yīng)譜分析。沿用靜力分析的幾何模型和有限元模型，先進(jìn)行模態(tài)分析，再進(jìn)行反應(yīng)譜分析。
部分模態(tài)分析結(jié)果展示如下。
假設(shè)阻尼比為0.05，根據(jù)抗震規(guī)范GB50011中的地震影響系數(shù)曲線計(jì)算反應(yīng)譜曲線，在反應(yīng)譜仿真中施加。
各層剪力的仿真結(jié)果如下所示。
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有償求ABAQUS建立橋梁有限元模型進(jìn)行抗震分析的教程視頻
基于ANSYS的工程結(jié)構(gòu)抗震分析全過程（含全部程序+使用教程） ￥299
1 包含的內(nèi)容
（1）說明文本
（2）有限元模型及建模命令流
（3）模態(tài)分析全過程命令流
（4）EL Centro地震波詳細(xì)數(shù)據(jù)
（5）動(dòng)力時(shí)程分析全過程命令流
（6）節(jié)點(diǎn)響應(yīng)后處理命令流
（7）完整算例文件
（8）《ANSYS結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析與應(yīng)用》
2 研究背景
在突如其來的地震面前，建筑結(jié)構(gòu)的每一次晃動(dòng)，都是對(duì)工程師設(shè)計(jì)理念與分析方法的終極拷問。結(jié)構(gòu)是否具備足夠的延性？振動(dòng)能否有效耗散？我們?cè)撊绾晤A(yù)判這些動(dòng)態(tài)響應(yīng)，做出科學(xué)決策？在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，有限元分析已成為工程師手中的核心工具。其中，ANSYS憑借其強(qiáng)大的建模能力與數(shù)值分析引擎，成為進(jìn)行地震響應(yīng)模擬與結(jié)構(gòu)動(dòng)力評(píng)估的主流平臺(tái)之一。然而，從構(gòu)建模型到輸入地震波、從模態(tài)分析到時(shí)程響應(yīng)，整個(gè)流程對(duì)初學(xué)者而言既嚴(yán)謹(jǐn)又復(fù)雜，亟需系統(tǒng)的操作指南。
作為一名科研博主，我希望通過這份教程，為你梳理出一條抗震建模之路。你將學(xué)到：如何搭建高層建筑的簡(jiǎn)化有限元模型；如何進(jìn)行模態(tài)分析與阻尼建模；如何輸入真實(shí)地震波并施加慣性力；如何提取關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的時(shí)程響應(yīng)數(shù)據(jù)；以及，如何一步步將“地震”變?yōu)椤皵?shù)據(jù)”，讓結(jié)構(gòu)的抗震能力變得可視、可量化、可優(yōu)化。無論你是結(jié)構(gòu)工程新手，還是希望將抗震仿真引入科研項(xiàng)目的研究者，這份教程都將成為你邁向工程抗震仿真實(shí)踐的重要起點(diǎn)。
3 研究的依據(jù)
[1] 王新敏. ANSYS結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析與應(yīng)用[M]. 人民交通出版社, 2014.
4 算例有限元模型
本模型采用ANSYS命令流構(gòu)建了一個(gè)典型的20層鋼筋混凝土高層框架結(jié)構(gòu)，旨在分析其在重力與地震荷載作用下的力學(xué)響應(yīng)。結(jié)構(gòu)主要特征如下：
（1）結(jié)構(gòu)形式：三維矩形平面框架，由梁柱構(gòu)件組成，不含剪力墻和樓板，以簡(jiǎn)化分析。
（2）建模方法：使用ANSYS中的BEAM188單元模擬梁柱，具備考慮剪切變形與彎曲的能力，適合模擬細(xì)長(zhǎng)框架構(gòu)件。
展開 ANSYS地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)機(jī)柜抗震分析（附命令流）
1.1理論基礎(chǔ)
抗震分析基礎(chǔ)知識(shí)
SSE：安全停堆地震
OBE：運(yùn)行基準(zhǔn)地震
核電廠物項(xiàng)分為：抗震I級(jí)、抗震II級(jí)和非抗震類
反應(yīng)譜是通過場(chǎng)地上物項(xiàng)的反應(yīng)來間接表達(dá)場(chǎng)地地震動(dòng)載荷。反映了場(chǎng)地對(duì)地震的放大(或消減)效應(yīng)。
根據(jù)GB50260中的相關(guān)規(guī)定：
1. 基頻大于33HZ的電氣設(shè)備，可直接采用靜力分析法，即：
ACEL,3.96*9810*1.5,0,0
其中：3.96為譜曲線的峰值加速度。
2. 基頻小于33HZ時(shí)，則采用動(dòng)力分析方法中的譜分析方法進(jìn)行計(jì)算
3.求出的振型個(gè)數(shù)應(yīng)該足夠多到 X、Y、Z三個(gè)方向上的地震載荷的參與質(zhì)量都不得少于90%
實(shí)際核電設(shè)備在做抗震分析的步驟：
1. 根據(jù)圖紙建立能反應(yīng)問題的簡(jiǎn)化的有限元模型；
2. 根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)施加約束，提取前200階模態(tài)結(jié)果；
3. 得到抗震分析的結(jié)果，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行強(qiáng)度校核。
1.2背景與目的
項(xiàng)目背景
地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)機(jī)柜屬于進(jìn)口設(shè)備，屬于核電抗震二級(jí)設(shè)備，缺乏相關(guān)的抗震分析報(bào)告，不能直接應(yīng)用到工程實(shí)際當(dāng)中。
項(xiàng)目目的
1. 對(duì)機(jī)柜系統(tǒng)進(jìn)行抗震分析，并給出分析報(bào)告；
2. 對(duì)實(shí)際的機(jī)柜結(jié)構(gòu)改進(jìn)給出意見；
3. 為后續(xù)機(jī)柜抗震試驗(yàn)的加速度傳感器安裝位置提供建議
展開 
資源共享---ANSYS在中高層鋼結(jié)構(gòu)抗震性能分析中的運(yùn)用
本文運(yùn)用有限元軟件ANSYS對(duì)一特定的9層的鋼框架－支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，介紹了框架結(jié)構(gòu)有限元建模技巧，分析框架支撐結(jié)構(gòu)的地震作用下的動(dòng)力性能，并用APDL 語言編程進(jìn)行后處理的簡(jiǎn)化。
http://www.caenet.cn/paper/Paper.aspx?ID=315
ANSYS ACP復(fù)合材料鋪層固定機(jī)翼蒙皮肋筋仿真，附講解視頻及模型文件 ￥98
附帶詳細(xì)講解視頻和案例模型
1. 概述
本指導(dǎo)文檔旨在幫助新手使用?ANSYS Composite PrepPost（ACP）模塊進(jìn)行復(fù)合材料的分析。本教程以機(jī)翼蒙皮為案例，結(jié)合本教程，您將學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建復(fù)合材料模型、定義材料屬性、設(shè)置鋪層、進(jìn)行網(wǎng)格劃分、施加載荷和邊界條件，并最終求解和分析結(jié)果。
2. 操作流程
2.1 幾何處理
1. 幾何導(dǎo)入與處理：
o 在 SpaceClaim 或其他三維軟件（如CATIA、SolidWorks、Inventor等）中對(duì)幾何模型進(jìn)行預(yù)處理，確保模型的完整性和準(zhǔn)確性。
o 對(duì)于機(jī)翼蒙皮和肋板等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，需將蒙皮和肋板分割為獨(dú)立的面或體，以便后續(xù)定義接觸關(guān)系和鋪層順序。在接觸區(qū)域（如蒙皮與肋板的連接處），需進(jìn)行精確的幾何分割，確保接觸面清晰且邊界明確。
o 為了便于共節(jié)點(diǎn)識(shí)別或接觸定義，可在接觸區(qū)域生成輔助線或面，確保網(wǎng)格劃分時(shí)節(jié)點(diǎn)對(duì)齊，避免因網(wǎng)格不匹配導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。
2.2 材料定義
1. 在左側(cè)Component Systems找到ACP模塊，拖拽到A模塊下Gometry下，這樣可以利用前面已有的模型。
2. 雙擊E模塊下的model，打開mechanical界面。
3. 在E模塊下雙擊Engenering Data，找到材料數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)模型材料進(jìn)行設(shè)置，添加碳纖維（Carbon Fiber 290）、環(huán)氧樹脂（Epoxy Carbon UD 230）和PVC Foa 60材料。
4. 定義材料的彈性模量、泊松比等屬性。
5.
展開 ANSYS Workbench汽車防撞梁碰撞仿真，附講解視頻及模型文件 ￥88
ANSYS Workbench防撞梁碰撞仿真指導(dǎo)手冊(cè)
本案例文檔，適合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)水平，具有極高參考價(jià)值，請(qǐng)合理使用文檔。涉及汽車防撞梁結(jié)構(gòu)的幾何處理，模型建立，碰撞分析，結(jié)果處理等各個(gè)方面。設(shè)置方法程詳細(xì)，結(jié)果結(jié)果合理。相關(guān)復(fù)合材料鋪層均可使用該文檔方法設(shè)置完成。
附帶詳細(xì)講解視頻和案例模型
1. 概述
本手冊(cè)旨在指導(dǎo)用戶使用ANSYS Workbench進(jìn)行防撞梁碰撞仿真分析。通過幾何處理、材料定義、網(wǎng)格劃分、接觸設(shè)置、邊界條件定義、計(jì)算參數(shù)配置及結(jié)果分析等步驟，完成從建模到仿真的全流程操作。本手冊(cè)適用于結(jié)構(gòu)工程師、仿真分析師及相關(guān)技術(shù)人員。
2. 幾何處理
2.1 幾何導(dǎo)入
推薦使用SpaceClaim或DesignModeler (DM) 進(jìn)行幾何前處理，二者在抽殼、幾何修復(fù)等操作中效率較高。也可選擇用其他三維CAD軟件（如SolidWorks、CATIA）導(dǎo)入幾何，但需確保導(dǎo)出格式兼容（如.stp、.igs）。
打開Workbench，進(jìn)入Geometry模塊。右鍵點(diǎn)擊Import Geometry，選擇防撞梁模型文件（如.stp格式）。點(diǎn)擊Generate生成幾何體，雙擊進(jìn)入該模塊，檢查模型完整性。也可以先打開該模塊，再導(dǎo)入幾何。
2.2 幾何簡(jiǎn)化（抽殼）
防撞梁通常采用殼單元（Shell Element）簡(jiǎn)化，以減少計(jì)算量。
操作步驟：在SpaceClaim/DM中選擇抽殼工具（Thin/Surface）。點(diǎn)擊目標(biāo)面，設(shè)置厚度方向（例如3mm），生成殼模型。隱藏實(shí)體模型（快捷鍵F9），僅顯示殼結(jié)構(gòu)。
幾何檢查：切換至線框模式（Wireframe），檢查自由邊（紅色顯示）。
展開 ANSYS 輸電塔模型 APDL 有限元模型 輕度分析 ￥299
ANSYS 輸電塔模型，模型完整，附件有詳細(xì)模型db文件以及命令流，模型沒有問題可以計(jì)算，展示圖為添加重力進(jìn)行的靜力分析，計(jì)算結(jié)果圖：
結(jié)果圖
模型圖
ANSYS－ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH，ANSYS－CFX，的模型導(dǎo)入問題總結(jié)
abbr_NSYS, ANSYS－ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH，ANSYS－CFX，的模型導(dǎo)入問題總結(jié).part1.rar
abbr_NSYS, ANSYS－ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH，ANSYS－CFX，的模型導(dǎo)入問題總結(jié).part2.rar
abbr_NSYS, ANSYS－ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH，ANSYS－CFX，的模型導(dǎo)入問題總結(jié).part3.rar
abbr_NSYS, ANSYS－ICEM CFD, ANSYS WORKBENCH，ANSYS－CFX，的模型導(dǎo)入問題總結(jié).part4.rar
展開 ANSYS FLUENT 多相流模型 附ANSYS Fluent Customization
相間傳質(zhì)：FLUENT提供了多種相間傳質(zhì)模型，包括沸騰、蒸發(fā)、冷凝、空化、相間反應(yīng)等，能夠有效的模擬不同相之間存在相變和化學(xué)反應(yīng)的情況。如：空化過程的預(yù)測(cè)、閃蒸設(shè)備、相間的均相反應(yīng)和非均相反應(yīng)等。
應(yīng)用分析
DDPM+DEM模型 計(jì)算流化床反應(yīng)器內(nèi)的顆粒流動(dòng)
ANSYSFLUENT模擬閃蒸噴嘴內(nèi)的閃蒸過程
無擋板油箱
有擋板油箱
模擬不同加速度條件下汽車油箱的晃動(dòng)情況
噴油嘴空化現(xiàn)象
下載地址：ANSYS Fluent Customization Manual
下承式拱橋ansys全橋模型案例 ￥19.89
拱橋概況
Ansys下承式拱橋全橋模型
Midas中的拱橋模型
本案例分享了一個(gè)基于 ANSYS 軟件建立的下承式拱橋全橋桿系有限元模型，包含完整的 ANSYS 命令流源文件，可直接運(yùn)行驗(yàn)證自重工況。模型采用梁?jiǎn)卧c桿單元組合建模，其中拱肋、橫梁及主梁均采用 BEAM188 單元模擬，吊桿采用 LINK180 單元模擬，完整還原了下承式拱橋的典型結(jié)構(gòu)特征。
模型技術(shù)特點(diǎn)
BEAM188 單元：用于模擬拱肋、橫梁及主梁，該單元基于鐵木辛哥梁理論，支持線性及幾何非線性分析，可準(zhǔn)確捕捉結(jié)構(gòu)彎曲、扭轉(zhuǎn)及軸向受力特性。通過 SECTYPE 命令定義截面參數(shù)。如果想修改也通過此命令修改為真實(shí)截面。
LINK180 單元：用于模擬吊桿，該單元為三維桿單元，僅承受軸向拉力，符合吊桿的受力特性。模型中吊桿兩端與拱肋及主梁剛性連接，通過實(shí)常數(shù)定義截面面積及彈性模量，精確模擬吊桿的張拉效應(yīng)。
幾何參數(shù)化：拱軸線采用懸鏈線方程生成，如有需要可以給出懸鏈線計(jì)算的python代碼，評(píng)論回復(fù)可分享討論。
自重工況：模型已通過自重荷載驗(yàn)證，施加全局重力加速度（9.81m/s2）后，可輸出拱肋軸力、主梁彎矩、吊桿拉力等關(guān)鍵內(nèi)力，用戶可直接運(yùn)行復(fù)現(xiàn)。
自重荷載下拱橋位移
考慮索力的位移情況【20250925更新】
模型進(jìn)一步功能：
模型進(jìn)一步可自行施加其他荷載，如風(fēng)荷載、溫度荷載、車輛活載等荷載，也可以結(jié)合多尺度模型思路，將一部分單元替換為實(shí)體或者板單元。也可以進(jìn)行動(dòng)力特性分析，屈曲分析，時(shí)程分析等。
案例內(nèi)容：
展開 
Sap2000模型轉(zhuǎn)Ansys模型軟件(免費(fèi)使用)
Sap2000轉(zhuǎn)Ansys的apdl命令流免費(fèi)插件，下載方法：關(guān)注公眾號(hào) 有限元術(shù)，回復(fù)STA即可獲得下載鏈接。
Sap2000和Ansys作為土木工程常用的兩大有限元軟件在該領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通常情況下，Sap2000在建模便捷性上相對(duì)于Ansys/APDL來說更為便捷，筆者開發(fā)了將Sap2000模型轉(zhuǎn)化為Ansys/apdl的小型軟件接口，以便捷地實(shí)現(xiàn)從sap2000向ansys模型的導(dǎo)入。
（1）目前版本功能：
支持梁?jiǎn)卧↖型截面，矩形截面，圓形截面，箱型BOX截面，C型截面，L型截面，圓管截面，T型截面），殼單元（三角形和四邊形）和實(shí)體單元（僅支持六面體單元）；
荷載種類：節(jié)點(diǎn)力荷載，節(jié)點(diǎn)位移荷載，線均布荷載，面壓力荷載，實(shí)體表面均布荷載。
（2）使用方法：
（2.1）在sap2000中選擇 文件-導(dǎo)出-sap2000文本文件(*.s2k)；
（2.2）解壓縮后雙擊：SapToAnsys.exe運(yùn)行，即可彈出軟件界面；
（2.3）點(diǎn)擊 選擇.s2k文件，選擇之前導(dǎo)出的s2k文件；
（2.4）點(diǎn)擊 轉(zhuǎn)apdl，即可生成對(duì)應(yīng)的apdl命令流；
（2.5）在Ansys/apdl窗口中采用file-Read Input from 讀入生成的命令流。
重點(diǎn)：本軟件免費(fèi)使用，無需付費(fèi)，如有使用問題歡迎聯(lián)系qq:897938834或在公眾號(hào) 有限元術(shù) 后臺(tái)留言。
歡迎關(guān)注公眾號(hào)：有限元術(shù)
[完]
展開 ANSYS教學(xué)視頻| ANSYS燃燒仿真模型介紹與應(yīng)用
視頻內(nèi)容：
新版本的ANSYS CFD對(duì)多種燃燒模型進(jìn)行了代碼重構(gòu)工作并對(duì)求解器進(jìn)行了大量改進(jìn)，從而顯著提升了仿真效率和精度。在實(shí)際的仿真工作中，不同的仿真案例需采用不同的燃燒模型及設(shè)置。本視頻對(duì)多種燃燒現(xiàn)象、燃燒仿真任務(wù)和燃燒模型進(jìn)行了探討，為不同仿真案例燃燒模型的選擇和設(shè)置提供依據(jù)。
建議在wifi環(huán)境下觀看
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來源于：陽普科技sunpro
ANSYS 輸電塔模型 APDL 有限元模型 強(qiáng)度分析 ￥139
ANSYS 輸電塔模型，模型完整，附件有詳細(xì)模型db文件以及命令流，模型沒有問題可以計(jì)算，展示圖為添加重力進(jìn)行的靜力分析，計(jì)算結(jié)果圖：
模型圖：
如何在ANSYS WORKBENCH中關(guān)聯(lián)幾何模型和有限元模型
我們都知道，通過諸如HPERMESH這樣的有限元網(wǎng)格劃分軟件得到的模型，在傳入ANSYS以后，只包含節(jié)點(diǎn)和單元信息。但是當(dāng)我們?cè)赪B中使用模型操作時(shí)，有時(shí)候需要選擇幾何特征，如在圓孔面上施加圓柱支撐，而此時(shí)對(duì)象只有單元節(jié)點(diǎn)信息，并無體面線的幾何信息，該怎么辦呢？
顯然，處理此問題的有效途徑，在于把有限元模型與該有限元模型對(duì)應(yīng)的幾何模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，再一起導(dǎo)入到MECHANICAL中進(jìn)行分析，則既能夠既享受HYPERMESH的網(wǎng)格劃分的樂趣，又能充分享受對(duì)于幾何體設(shè)置邊界條件的便利了。ANSYS WORKBENCH提供了這種功能，下面舉一個(gè)例子，說明如何在ANSYS WORKBENCH中關(guān)聯(lián)有限元模型和對(duì)應(yīng)的幾何體，從而滿足上述要求。
幾何模型如下圖。該模型在DM中創(chuàng)建，在meshing中劃分網(wǎng)格，再導(dǎo)入到ANSYS 的WORKBENCH中的finite modeler中關(guān)聯(lián)幾何體，最后進(jìn)入到MECHANICAL中分析。下面說明其主要過程。
1. 創(chuàng)建幾何模型
使用任何一款三維建模軟件創(chuàng)建下圖的模型，注意單位用mm.然后導(dǎo)出為geom.stp.
2. 創(chuàng)建有限元模型
使用常用的有限元網(wǎng)格劃分軟件導(dǎo)入上述模型，得到有限元模型。
3. 使用finite element modeler打開有限元模型
進(jìn)入WORKBENCH，使用finite element modeler打開第二步創(chuàng)建的有限元模型如下
4.創(chuàng)建新的工作幾何體
首先創(chuàng)建新的工作幾何體
指明該幾何體的位置，就是第一步所導(dǎo)出的幾何模型文件
右鍵單擊該新的工作幾何體，并選擇“generate”
則樹形大綱結(jié)果如下
這是主窗口中得到的工作幾何體。
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