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在ABAQUS中，對(duì)結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件進(jìn)行受力分析除了分析應(yīng)力云圖之外，通常還需要對(duì)部件的軸力、剪力或彎矩的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。本帖基于以下的實(shí)體solid、殼shell、梁/beam（truss）模型，分別提取這三類(lèi)模型的軸力、剪力、彎矩，并與理論計(jì)算相結(jié)合，驗(yàn)證提取結(jié)果的準(zhǔn)確性，并解釋相應(yīng)有限元的計(jì)算原理。

基本上通過(guò)Abaqus的gui界面操作可以獲取任意截面在任意時(shí)刻的內(nèi)力，總的來(lái)看方法都是一樣的，小差異在于軟件中的某些選項(xiàng)的設(shè)置。在使用Abaqus進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，提取彎矩、軸力和剪力是非常常見(jiàn)的需求。下面我將詳細(xì)介紹一些在Abaqus中提取這些結(jié)果的實(shí)用技巧。

針對(duì)HARINGX理論的不足，CHANG[7]提出采用剛度矩陣法，DING等[8]提出了轉(zhuǎn)換矩陣法，通過(guò)研究一個(gè)具有上下鋼板約束的單層橡膠墊來(lái)分析疊層橡膠隔震支座的力學(xué)性能。HE等[9]根據(jù)HARINGX理論研究了橡膠支座的回轉(zhuǎn)剛度，并提出支座端部的轉(zhuǎn)角會(huì)對(duì)支座的水平剛度產(chǎn)生較大影響。

3.1 實(shí)心矩形橫截面模態(tài)分析 在提取出的梁體兩側(cè)和底部施加載荷，通過(guò) ABAQUS 軟件，分析該 Y 軸縱梁實(shí)心矩形橫截面 6 階模態(tài)振型。在 ABAQUS 中，“mesh”劃分為 “300”，使其計(jì)算精度更精準(zhǔn)，保證其模型的 準(zhǔn)確性。 圖 4 為實(shí)心矩形截面所做的模態(tài)分析。Y 軸 縱梁在 1 階模態(tài)未出現(xiàn)明顯彎曲變形。

ABAQUS在計(jì)算中有兩種方式考慮梁截面特性:1、若用戶定義了梁截面的幾何輪廓線，ABAQUS就會(huì)用數(shù)值積分方法計(jì)算橫截面性質(zhì)，材料可以是線性或非線性的。2、若用戶提供截面的面積，慣性矩和扭矩等工程性參數(shù)來(lái)代替指定橫截面尺寸，則ABAQUS就不必對(duì)橫截面積分，這個(gè)方法計(jì)算量較少。在用這個(gè)方法時(shí)，材料可以是線性或非線性的。此時(shí)，根據(jù)力和彎矩結(jié)果來(lái)計(jì)算響應(yīng)，只有在特別請(qǐng)求時(shí)才計(jì)算應(yīng)力。

根據(jù)橋墩位移相等原則，將橋墩轉(zhuǎn)換為等效截面墩，等效截面慣性矩計(jì)算公式為:式中:H為橋墩高度;x為墩頂質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)變量;D(x)為x處墩身慣性矩。單獨(dú)考慮r號(hào)橋墩，計(jì)算基本圓頻率η，公式為:式中:g1為r號(hào)墩頂抗推剛度;g2為r號(hào)支座抗推剛度;t1為r號(hào)支座質(zhì)點(diǎn)重力;t2為r號(hào)墩頂質(zhì)點(diǎn)重力。

Patran界面上可以查看幾何參數(shù)組成的截面最后計(jì)算時(shí)的面積、形心位置、彎曲慣性矩、扭轉(zhuǎn)慣性矩具體結(jié)果，實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)Nastran和Patran計(jì)算出來(lái)的面積、形心位置、彎曲慣性矩、扭轉(zhuǎn)慣性矩并不完全一致。

在完成彈塑性時(shí)程分析之后，會(huì)得到大量的數(shù)據(jù)，如何在大量的數(shù)據(jù)中提取出有用的信息，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能評(píng)估成為了一個(gè)非常重要的課題。通常來(lái)講我們會(huì)從整體結(jié)構(gòu)和重點(diǎn)構(gòu)件兩個(gè)層面分別進(jìn)行評(píng)估，其中結(jié)構(gòu)層面的評(píng)估一般是通過(guò)頂點(diǎn)位移時(shí)程、最大層間位移角以及基底剪力時(shí)程等大指標(biāo)確定；而構(gòu)件層面則是通過(guò)轉(zhuǎn)角、力以及應(yīng)變等構(gòu)件指標(biāo)確定。本文主要介紹如何在ETABS中進(jìn)行構(gòu)件性能校核。

我們沒(méi)有嚴(yán)格的證明，我們猜測(cè)無(wú)論采用哪個(gè)彎曲軸都是正確的，只是多一個(gè)平動(dòng)位移的變換，都是嚴(yán)格滿足梁的外力矩=內(nèi)力矩，外力=內(nèi)力的關(guān)系的。所以（1）和（2）的結(jié)果一致，但如果像工況（3）把平動(dòng)位移約束，彎曲軸的不同導(dǎo)致的差異可能就非常大了。進(jìn)一步，對(duì)于工況（3），Abaqus和Nastran那么哪個(gè)更正確呢？或者誰(shuí)更可信呢？

分項(xiàng)案例如下：如果是其他平臺(tái)也可以用hypermesh導(dǎo)入導(dǎo)出abaqus平臺(tái)等。

1、通過(guò)提取支反力（矩），檢查其是否與施加的外荷載平衡。在焊縫或螺栓連接處，整體結(jié)構(gòu)計(jì)算中可以將其簡(jiǎn)化為綁定接觸，通過(guò)提取接觸面的反力，還可以查看和分析結(jié)構(gòu)中的荷載傳遞路徑。 2、位移是彈性結(jié)構(gòu)有限元分析的基本解答。計(jì)算結(jié)束后要檢查變形分布是否符合實(shí)際約束和受力情況，如果變形不對(duì)，應(yīng)力應(yīng)變作為變形導(dǎo)出的結(jié)果，就先不用看了。 3、應(yīng)力和應(yīng)變作為導(dǎo)出解，其精度不及位移。