当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例


ABAQUS 时程分析法计算地震反应的简单实例
ABAQUS 时程分析法计算地震反应的简单实例(在原反应谱模型上 修改)
问题描述:
悬臂柱高 12m,工字型截面(图 1),密度 7800kg/m3,EX=2.1e11Pa,泊松比 0.3,所 有振型的阻尼比为 2%,在 3m 高处有一集中质量 160kg,在 6m、9m、12m 处分别有 120kg

的集中质量。反应谱按 7 度多遇地震,取地震影响系数为 0.08,第一组,III 类场地,卓越 周期 Tg=0.45s。

图 1 计算对象

第一部分:反应谱法
几点说明: ? 本例建模过程使用 CAE; ? 添加反应谱必须在 inp 中加关键词实现,CAE 不支持反应谱; ? *Spectrum 不可以在 keyword editor 中添加,keyword editor 不支持此关键词读入。 ? ABAQUS 的反应谱法计算过程以及后处理要比 ANSYS 方便的多。 操作过程为: (1)打开 ABAQUS/CAE,点击 create model database。

(2)进入 Part 模块,点击 create part,命名为 column,3D、deformation、wire。continue

(3) Create lines

,在

分别输入 0,0 回车;0,3 回车;0,6 回车;0,9 回车;0,12 回车。

(4)进入 property 模块,create material,name:steel,general-->>density,mass density: 7800

mechanical-->>elasticity-->>elastic,young‘s modulus:2.1e11,poisson’s ratio:0.3.

(5) Create section,name:Section-1,category:beam,type:beam,

Continue

create profile, name: Profile-1, shape:I,

按图 1 尺寸输入界面尺寸,ok。

在 profile name 选择 I,material name 选择 steel。Ok

(6) Assign section,选择全部,done,弹出的对话框选择 section:Section-1,ok。

(7) Assign beam orientation

,选择全部,默认值确定。

(8) View-->>part display options,在弹出的对话框里勾选,render beam profiles,以 可视化梁截面形状。

(9) 添加集中质量, Special-->>inertia-->>create, name: mass1, type: point mass/inertia,

continue,选择(0,3)位置点

done,mass:160,ok。

create,name:mass2,type:point mass/inertia,continue,选择 0,6;0,9;0,12 位 置点(按 shift 多选),done,mass:120,ok,dismiss。

(10) Assembly-->>instance part,instance type 选 dependent(mesh on part),ok。 (11) Step-->>create step,name:step-1,procedure type 选 freqency,continue

在 basic 选项卡中,eigensolver 选择频率提取方法,本例选用 lanczos 法,number of eigenvalues request,选 value,输入 10.ok。

再 create step,create step,name:step-2,procedure type 选 response spectrum,continue

在 basic 选项卡中, excitations 选择单向 single direction, sumations 选择 square root of the sum of squares(SRSS)法,use response spectrum:sp(反应谱的 name,后面再 inp 中添加), 方向余弦(0,0,1),scale factor:1.

进入 damping 选项卡,阻尼使用直接模态(direct modal),勾选 direct damping data, start mode:1,end mode:8,critical damping fraction:0.02.ok。

(12) 进入 load 模块, Load-->>create boundary condition, name: fixed, step 选择 initial, category 选择 mechanical,types 选择 displacement/ rotation,continue

选择 0,0 点,done,勾选 u1~ur3 所有 6 个自由度。Ok。

(13)进入 mesh 模块,object 选择 part,点 seed edge by number,选择所有杆,done, 输入 3,done

点 assign element type

,选择全部杆,done,默认 B31,ok。点 mesh part,yes。

(14)进入 job 模块,name:demo-spc,source:model,continue,默认,ok。进入 job manager,点击 write input,在工作目录生成 demo-spc.inp 文件。

(15) 进入 ABAQUS 工作目录, 使用 UltraEdit 软件 (或其他类似软件) 打开 demo-spc.inp, *Boundary 关键词的后面加如下根据问题叙述确定的反应谱: *Spectrum,type=acceleration,name=sp 0.1543,0.167,0 0.1915,0.25,0 0.2102,0.333,0 0.2241,0.444,0 0.25,0.5,0 0.3295,0.667,0 0.4843,1,0 0.5987,1.25,0 0.7868,1.667,0 1.0342,2.222,0 1.0342,10,0 0.3528,10000,0 第一列为加速度,第二列为频率,第三列为阻尼比。

图2 保存。 (16)进入 job 模块,create job,name:spc,source 选择 input file,input file select: 工作目录下的 demo-spc.inp,continue

默认,ok,进入 job manager,选择 spc,submit,计算成功! Frequency must be increasing continuously in a spectrum definition (17)点击 results 进入后处理模块,可以看到最大位移为 3.159cm,这与陆新征博士讲 解的 ansys 结果 3.1611cm 基本一致。可以查看工作目录下的 spc.dat 文件查看详细的频率和 模态分析结果。

第二部分:时程分析
(1)进入 step 模块,删除原 step1、step2。建立 step1(static general),用于施加重力

(2)将 step1 结果作为动态分析的初始状态,time period 设置为 1e-10(很短时间)。

建立 step2(dynamic implicit),进行动力时程分析

time period 设置为 20(施加的加速度记录共 20s,间隔 0.02s),type:automatic,最大增量 数量设置为 2000 步,将初始时间增量设置为 0.02,最小增量设置为 1e-15,最大增量设置为 0.02,half-step residual tolerance:100(控制 automatic 求解精度的值,在地震分析中应该设 置多大为好?还没弄清楚!请大家赐教!)。

另外,将非线性开关打开:在 Step Manager 对话框中点击 Nlgeom

(3)将模型顶端节点设置为 set-1:tools-->>set-->>create(在 tools 中设置,用于观察顶 端节点的反应情况),同样的方法,底端节点设置为 set-2

在 output 中设置需要输出结果,在 edit history output request 将 domain 改为 set,选择 set1, 在 displacement 里面选择 U。 output-->> history output request-->>manager-->>edit

Creat H-Output-2,选择 set-2,同上 (3)进入 property 模块,material editor-->>edit-->>mechanical-->>damping 在材料 中补充 damping,使用瑞利阻尼,质量系数 alpha 为 0.15,刚度系数 beta 为 0.01。

(3)进入 load 模块,boundary condition manager,将 fix 在 step2 的 propagated 改为 inactive(点击 deactivate)

create 一个新的边界条件(在 step2),取消 z 向位移约束(以在该方向施加加速度)

再 create 一个边界条件(在 step2),type 为 acceleration/ angular acceleration,continue

选择基底节点,勾选 A1,输入 1(加速度记录单位 m/s^2),

在 amplitude 后点 create,name:Amp-1,type:tabular,continue

time span:total time 从 excel 文件 ac5 复制时间和加速度至 date 数据栏中(加速度时程按规 范将最大值调整为 0.35m/s^2)

再 amplitude 下拉栏中选 Amo-1,ok。 Dimiss (4)进入 job 模块, Create job,submit。点击 result (5) result->history output—>Special Displacement :U1 at Node 1 in NSET SET—2 和 U1 at Node 5 in NSET SET—1(同时按住 SHIFT 键可同时选择)—>plot

(6)点击左“XY Data”前的加号

出现

,对

_temp_1,_temp_3 分别单击右键,点击 edit,可将时程数据导出到 excel 文件中,利用 excel 计算功能,算出相对位移(求差),再利用 excel 做出相对位移的时程曲线。

注:原例中时程曲线如下

本算法得到的曲线如下图


相关文章:
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例
ABAQUS 时程分析法计算地震反应的简单实例 ABAQUS 时程分析法计算地震反应的简单实例(在原反应谱模型上 修改)问题描述:悬臂柱高 12m,工字型截面(图 1),密度 7...
地震实例
地震实例_建筑/土木_工程科技_专业资料。国地 ABAQUS 时程分析法计算地震反应的简单实例 ABAQUS 时程分析法计算地震反应的简单实例(在原反应谱模型上 修改)问题...
抗震习题解答1-5、7章
第二章 1. 地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时,其振幅被放大...反应法计算;重要建筑、超高层建筑或特别不规则建筑采 用时程分析法补充计算。...
一般地震时程分析的步骤如下
另外,地震时程分析不能与地震反应谱分析同时进行,用户应分别保存为两个模型,...“时变静力荷载” ,在用地震动进行计算的时候, “时程荷载工况g.凹 载
2016-06-292-02-07p;| 共26页&bsp;| 8次下载 |  1下载券( 贡献者:关外仙<咖啡味雪糕div>

一5>地震实例不能与<比较p>

3.0