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Ansys 预应力分析  

2010-04-22 09:00:35|  分类: Ansys |  标签: |举报 |字号 订阅

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1-----预应力混凝土分析中等效荷载法与其它   
众所周知,在ANSYS中,预应力混凝土分析(有粘结)可采用等效荷载法和实体力筋法。所谓等效荷载法,就是将力筋的作用以荷载的形式作用于混凝土结构;所谓实体力筋法就是用solid模拟混凝土,而link模拟力筋。
1 等效荷载法的优缺点
优点是建模简单,不必考虑力筋的具体位置而可直接建模,网格划分简单;对结构的在预应力作用下的整体效应比较容易求得。
其主要缺点是:
①等效荷载法没有考虑力筋对混凝土的作用分布和方向,力筋对混凝土作用显然在各处是不同的,等效荷载法则无法考虑;水平均布分量没有考虑。
②对某些线形的力筋模拟困难,例如通常采用的是直线(较短)+曲线+直线(很长)+曲线+直线(较短),这种形式的布筋等效起来麻烦,且可能不合理。
③难以求得结构细部受力反映,否则荷载必须施加在力筋的位置上,这又失去建模的方便性。
④在外荷载作用下的共同作用难以考虑,不能确定力筋在外荷载作用下的应力增量。
⑤对张拉过程无法模拟。
⑥无法模拟应力损失引起的力筋各处应力不等的因素。
其最大的一个缺点是:较粗!得到的结果与实际情况误差较大!最近做了点实际计算,经过比较发现,结果与实际的误差相差较多(可能是特例),所以采用该方法需要谨慎和校验一下。
2 实体力筋法的优缺点
   将混凝土和力筋划分为不同的单元,预应力的模拟可以采用降温方法和初应变方法。降温方法比较简单,同时可以模拟力筋的损失,单元和实常数几种即可;初应变通常不能考虑预应力损失,否则每个单元的实常数各不相等,工作量较大。
   可消灭等效荷载法的缺点。但建模工作量似乎要大些。

2-----预应力混凝土分析中实体力筋法的ansys处理过程
     有两种处理方法,一是体分割法,二是采用独立建模耦合法。
1 体分割法
      用工作平面和力筋线拖拉形成的一个面,将将体积分割(divide),分割后体上的一条线定义为力筋线。这样不断分割下去,最终形成许多复杂的体和多条力筋线,然后分别进行单元划分,施加预应力、荷载、边界条件后求解。这种方法是基于几何模型的处理,即几何模型为一体,力筋位置准确,求解结果精确,但当力筋线形复杂时,建模特别麻烦。
2 独立建模耦合法
      该法的基本思想是实体和力筋独立建几何模型,分别划分单元,然后采用耦合方程将力筋单元和实体单元联系起来,这种方法是基于有限元模型的处理。其基本步骤如下:
①建立实体几何模型(不考虑力筋);
②建立力筋线的几何模型(不考虑体的存在);
③将几何模型按一定的要求划分单元(这时也是各自独立的);
④选择所有力筋线;
⑤选择与上述力筋相关的节点(nsll命令),并定义选择集;
⑥将上述力筋节点存入数组;
⑦选择所有节点,并去掉⑤中的节点集(这时是除力筋节点外的所有节点);
⑧按力筋节点数组搜寻所有最近的实体节点号,并存入数组中;
⑨耦合力筋节点与最近的节点,一一耦合(cp命令)(不能使用cpintf命令,这样可能耦合其它节点,且容易不耦合)
⑩选择所有,并施加边界条件和荷载,可以求解了。
       这种方法建模特别简单,耦合处理也比较简单(APDL要熟悉些),缺点是当实体单元划分不够密时,力筋节点位置可能有些走动,但误差在可接受范围之内!这种方法是解决力筋线形复杂且力筋数量很多时的较佳方法。


 

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