1、15 悬索拱桥的谐响应分析悬索拱桥在单位简谐载荷作用下的结构响应，桥体框架采用混凝土材料。1 定义工作文件名和工作标题1）选择菜单 Utility Memu： File Change Jobname 命令，输入 BRIDGE HARMONIC ANALYSIS 单击 OK 按钮。2）选择菜单 Utility Memu：File Change Title 命令，输入 BRIDGE HARMONIC ANALYSIS 单击 OK 按钮。2 定义单元类型选择菜单 Main Memu：Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 命令。选取 BEAM4 作为一号单
2、元，LINK10 作为二号单元，SHELL63 作为三号单元。3 定义材料参数选择菜单 Main Memu：Preprocessor Real Constants Add/Edit/Delete 命令，设置桥身框架弹性模量 EX2.0 10 Pa，泊松比 PRXY 取 0.3，密度 DENS1取 7800kg/m ；桥面采用混凝土，弹性模量 EX3.0 10 Pa，泊松比 PRXY 取3 100.2，密度 DENS 取 3000kg/m 。34 创建关键点选择菜单 Main Memu：Preprocessor Modeling Creat Keypoints In Active CS。坐标如下
3、：1 (-60,-10,0, ) 2 (-50,0,0,) 3 (-30,15,0,) 4 (-10,20,0, ) 5 (10,20,0,) 6 (30,15,0,) 7 (50,0,0, ) 8 (60,-10,0,) 9（-70,0,0,） 10 (-60,0,0,) 211 (-30,0,0,) 12 (-10,0,0,) 13 (10,0,0,) 14 (30,0,0,) 15 (60,0,0,) 16 (70,0,0,)选择已创建的关键点，沿着 Z 轴负方向平移 20 个单位，复制关键点。5 创建桥体框架选择菜单 Main Memu：Preprocessor Modeling Cr
4、eat Lines Lines Straight Line6 创建桥面在桥面位置每 4 个关键点创建一个面。选择菜单 Main Memu：PreprocessorModeling Creat Areas Arbitrary Trhrough Kps 命令。7 划分有限元网格1）桥体框架选择菜单 Main Memu：Preprocessor Modeling Mesh Tool 命令桥体框架采用 BEAM4 单元，1 号实常数和 1 号材料，网格大小指定为 2。2）悬索选择菜单 Main Memu：Preprocessor Modeling Mesh Tool 命令桥面上的 8 根悬索采用 LI
5、NL10 单元，2 号实常数和 1 号材料，网格大小指定为 1。3）桥面桥面采用 SHELL63 单元，3 号实常数和 2 号材料，网格大小指定为 2。选择菜单 Main Memu：Preprocessor Modeling Mesh Tool 命令3网格划分图如下：网格划分效果图8 谐响应分析1）设定分析类型进入 ANSYS 求解器，选择菜单 Main Memu：Solution Analysis Type New Analysis 命令，设置分析类型为 Harmonic。2) 设置分析选项选择菜单 Main Memu：Solution Analysis Type Analysis Opti
6、on 命令，弹出 analysis 对话框，求解方法 solution method 选择 FUII Harmonica Analysis对话框，接受默认设置，单击 ok。3）载荷步选项设置选择菜单 Main Memu：Solution Load Step Opts Time/frequence Frec and Slution 的命令，弹出对话框，频率范围为 0 2.5Hz，载荷子步数为 50，载荷形式 Stepped or ramped b.c 选择 ranmped，单击 ok。4）施加位移约束选择菜单 Main Memu：Solution Difine Load Apply Struct
7、uralDisplacement On Node 命令，弹出 Apply，U, ROT ON NODE 拾取框。在图形窗口拾取支座处的四个点，单击 ok。随后弹出 Apply，U, ROT ON NODE 拾取框，选择 ALL DOF，在 VALUE 文本框中输入 0，单击 ok 按钮关闭对话框。采取同样的方法选择桥面的节点，在 Apply，U, ROT ON NODE 文本框中选择 UX，在 VALUE 文本框中输入 0，单击 ok 按钮，关闭对话框。45）载荷施加选择菜单 Main Memu：Solution Difine Load Apply StructuralForce/Monent
8、 On Node 命令，弹出 Apply，F/M ON NODE 拾取框。在图形窗口拾取节点 5 和 25， ，单击 ok。随后弹出 Apply，A/M ON NODE 拾取框，在载荷方向选择 FY，载荷实部输入 1，载荷虚步输入 0，单击 ok 按钮。6）谐响应分析选择菜单 Main Memu：Solution Solve Current LS 命令，弹出 Solve Current Load Step，单击 OK 按钮开始计算模态解。求解完成，窗口显示Solution Is done！，单击 Close 按钮关闭窗口。9 观察结果1）定义位移变量进入时间历程后处理器，弹出 TIME HIS
9、TORY VARIABLES 对话框，单击右上方的 ADD date 按钮，弹出 add time history variables 对话框，以此单击NODLE SULUTION DOF SULUTION Y_COMPONENT OF DISPLACEMENT，变量名取为 UY_1，单击 ok，弹出 NODE FOR DATE 拾取框，在图形窗口拾取左侧悬索和桥面连接处的节点，单击 ok 按钮。重复上述步骤，将中间悬索和桥面连接处的节点 Y 方向位移定义为 UY-2。2）显示变量变化曲线5在 TIME HISTORY VARIBLES 对话框的变量列表中选择变量 UY_2，单击右上方的 GRAPH DATA 按钮，图形窗口显示变量 UY_2 随频率的变化曲线。桥面绕度响应曲线10 保存，退出。
