斜拉桥频谱分析结果-有限元分析入门与应用

1.问题描述

问题描述参看8.7节。

2.有限元分析过程

此分析紧接8.7节实例，实例前期分析过程省略，直接运用8.7节实例进行分析，其他相关参数在分析过程中体现。试求斜拉桥在加速度地震作用下桥梁横向变形分布。

（1）启动Workbench 18.0 在“开始”菜单中执行ANSYS 18.0→Workbench 18.0命令。

（2）打开8.7节实例分析项目 在Workbench工具栏中单击工具，从文件夹中找到保存的项目工程名为Bridge.wbpj打开，8.7节实例分析数据文件在D：\AWB\Chapter08文件夹中。

（3）创建响应谱分析项目

①在工具箱【Toolbox】的【Analysis Systems】中拖动响应谱分析项目【Response Spectrum】到项目分析流程图，并与实例8.7节Modal项目连接，如图8-47所示。

图8-47 创建响应谱分析项目

②在Workbench的工具栏中单击【Save Project As…】，保存项目工程名为BridgeRS.wbpj。有限元分析文件保存在D：\AWB\Chapter08文件夹中。

（4）进入Mechanical分析环境

①在结构静力分析项目上，右键单击【Model】→【Edit】进入Mechanical分析环境。

②在Mechanical的主菜单【Units】中设置单位为Metric（m，kg，N，s，V，A）。

（5）施加边界条件

①在导航树上单击【Response Spectrum（C5）】。

②设置模态合并类型，单击【Analysis Settings】→【Details of“Analysis Settings”】→【Op-tions】→【Modes Combination Type】=ROSE，如图8-48所示。

③施加加速度响应，在环境工具栏上单击【RS Base Excitation】→【RS Acceleration】→【Details of“RS Acceleration”】→【Scope】→【Boundary Condition】=All Supports；【Definition】→【Scale Factor】=9.81，【Direction】=Y Axis；【Definition】→【Load Data】；找到名为“Earth-quake Data”数据文件，从Excel复制数据，然后在【Tabular Data】上单击右键，从弹出的菜单中选择【Paste Cell】，如图8-49～图8-51所示。

图8-48 设置模态合并类型(www.xing528.com)

图8-49 复制Excel数据

图8-50 粘贴Excel数据

（6）设置需要的结果

①在导航树上单击【Solution（C6）】。

②在求解工具栏上单击【De-formation】→【Directional】，单击【Directional Deformation】→【Details of“Directional Deformation”】→【Definition】→【Orientation】=Y Axis。

图8-51 数据显示

（7）求解与结果显示

①在Mechanical标准工具栏上单击进行求解运算。

②运算结束后，单击【Solution（C6）】→【Directional Deformation】，图形区域显示响应谱分析得到的桥梁Y方向变形分布云图，如图8-52所示。

（8）保存与退出

①退出Mechanical分析环境，单击Mechanical主界面的菜单【File】→【Close Mechanical】退出环境，返回到Workbench主界面，此时主界面的项目管理区中显示的分析项目均已完成。

②单击Workbench主界面上的【Save】按钮，保存所有分析结果文件。

③退出Workbench环境，单击Workbench主界面的菜单【File】→【Exit】退出主界面，完成项目分析。

图8-52 桥梁响应谱Y方向变形分布云图

点评：本实例是斜拉桥频谱分析，为复合型类分析，先进行预应力模态分析，后进行频谱分析。本例的关键点是谱分析的模态合并类型设置、加速度响应数据处理，以及求解后处理。