学 生 姓 名学 号指 导 老 师学 科 专 业桥梁与隧道工程作业提交日期 2024 年 07 月 13《桥梁结构仿真分析》作业题一：一根长度为 120m 的斜拉索，水平夹角为 35°2，弹性模量为 1
95E8kPa，分析其索力在600kN 至 1800kN 之间变化时（增量为 100kN）索力与第一阶自振频率的关系曲线（边界条件按铰接考虑，并且不考虑垂度的影响）
根据要求，将斜拉索模拟为一根带拉力的弦，索的两端铰接，并不考虑垂度对拉索线性的影响
在建立模型的过程中考虑拉索倾斜角对荷载边界条件施加的影响，建模如图 1：图 1 单元荷载及边界条件通过在索端节点施加不同的索轴向拉力，对模型进行模态分析，得到不同索力对应的第一阶自振频率如图 2：图 2 索力从 600 千牛变化到 1800 千牛的一阶自振频率将数据导入 malab，可绘出索拉力与一阶自振频率的关系曲线如图 3 所示，并且可以通过拟合得出索力和频率的曲线方程
图 3 索力-频率关系曲线拟合所得到的曲线方程是：题二：高 100m 的桥墩，C50 混凝土，墩底和墩顶截面布置如图所示
要求分析其在自重和墩顶精品文档---下载后可任意编辑作用竖向集中荷载 50000kN 下的特征值稳定安全系数和非线性屈曲（初始缺陷为 20cm）稳定安全系数（要求给出荷载－位移曲线）
（要求使用 BEAM189 单元）图 4 桥墩截面示意图根据题意，可知桥墩为变截面，从墩底截面到墩顶截面按线性变化，采纳 ansys 中的SECTYPE 和 SECDATA 命令创建变截面桥墩的几何模型
将几何模型沿高度方向划分成 20 段，形成单元类型为 beam189 的有限元模型，如图 5 所示
将墩底截面的自由度全部约束，墩顶的Y 向旋转自由度约束住，就形成了计算中使用的计算模型了
图 5 桥墩有限元模型示意图特征值屈曲：首先获得静力解，在静力求解中
