ANSYS15.0地铁站台有限元模型

1）运行ANSYS 15.0，设置工作名Tunnel1。单击RUN按钮进入GUI，单击Preferences按钮选择Sructural选项。

2）定义单元类型。通过路径Main Menu＞Preprocessor＞Element Type＞Add/Edit/Delete，单击Add按钮添加单元SOLID65为1号单元。添加单元SHELL181为2号单元。

3）定义材料属性。本例需要定义两种材料，车站为混凝土材料，周边土体为采用DP模型的材料。

设定混凝土弹性参数。通过路径Main Menu＞Preprocessor＞Material Props＞Material Models，弹出Define Material Model Behavior对话框。选择对话框右侧Material Models Available＞Structural＞Linear＞Elastic＞Isotropic选项，双击后在对话框输入数值，EX：30E9；PRXY：0.2；单击OK按钮完成设置。在Material Models Available＞Structural＞Density中设定材料密度2500。单击OK按钮完成设置。

为土体定义材料参数。EX：15.3E6；PRXY：0.36；密度1910。单击OK按钮完成设置。设定DP参数。选择对话框右侧Material Models Available＞Structural＞Nonlinear＞Inelastic＞Non-metal Plastic＞Drucker-Prager，依次输入Cohesion=61E3，Fric Angle=19.5。

4）实常数。为应用板壳单元的各梁板构件设置厚度。通过路径Main Menu＞Preprocessor＞Real Constants＞Add/Edit/Delete，添加顶板厚度R，1，0.027；中楼板的板厚R，2，0.014；底板厚度R，3，0.030；侧壁厚度R，4，0.020。

5）定义截面。为隧道中间柱设定矩形柱截面。通过路径Main Menu＞Preprocessor＞Sections＞Beam＞Common Section，设定截面形状为矩形，B=H=0.026。

命令流如下：

6）建几何模型。建模采用APDL，首先根据车站各部分尺寸，预设变量值，这样在定义关键点位置时就可以直接使用计算式。命令流如下：

得到地铁站几何模型如图18-34所示，地基及隧道模型如图18-35所示。

(www.xing528.com)

图18-34 车站几何模型

图18-35 地基及隧道模型

7）划分网格。

最后生成地铁站台有限元模型如图18-36所示，整体模型如图18-37所示。

图18-36 站台有限元模型

图18-37 整体模型

站台细部构造如图18-38所示，站台柱如图18-39所示。

图18-38 按单元形状显示的站台