ANSYS桥梁建模经验1

第 4 章 连续刚构桥参数化有限元模型建立4.1 引言众所周知，有限元分析的最终目的是通过模型来反映实际工程的力学特性，建模的过程是将工程特性转化为数学行为特征，而建立一个能准确反应物理原形的有限元模型对正确分析结构，得到正确的结果来说是至关重要的。当然建立一个完全与物理模型吻合，面面俱到的模型，对于一个庞大的复杂的工程来说也是不太可能的。从有用角度来说，模型的求解费用也是一个相当重要的指标。因此，有限元模型的建立尽量做到有的放矢。本文分析的重点在于大跨度预应力混凝土梁桥箱形截面抗弯抗剪的效率讨论，通过讨论箱梁顶底板和腹板的匹配对弯曲应力和剪切应力的影响，以与不同荷载情况下连续刚构各区段弯曲应力和剪切应力的增长速率规律，来揭示预应力混凝土箱梁腹板开裂的本质。因此需要建立一个通用性强的参数化实体模型。同时为了进行分析对比，以与其他相关参数的概略猎取，需要建立与实体模型对应的空间梁元模型。通过大型通用有限元分析程序 ANSYS 的 APDL（ANSYS parametric design language）功能，建立了一个合理的连续刚构桥参数化实体有限元模型，为本文有限元分析提供了坚实的基础，为刚构桥桥梁分析设计工作提供了有力的保障。本章就连续刚构桥参数化实体有限元模型的建立的方法、必要的简化、实际工程力学特性在有限元模型中的实现做概要介绍。4.2 APDL 特点简介APDL 也就是 ANSYS 参数化设计语言，是一种类似 FORTRAN 的解释性语言。它具有一般程序语言所具有的功能，如参数、宏、标量、向量与矩阵运算、分支、循环、重复以与访问 ANSYS 有限元数据库等功能。是优化设计的基础，也是参数化设计的最高技术[52]。APDL 命令流通常具有以下优点：1．模型文件小，不同版本间通用性强。2．可以通过简单编程实现重复计算，减少人工干预，降低分析成本。3．通过对 ANSYS 有限元数据库的访问，可以通过不同的手段控制模型的建立，为二次开发提供了方便。4.3 模型的建立的总体构思4.3.1 模型的适用性和可调性为了满足分析的要求，要求箱形截面具有可调性；为了使 APDL 命令流能够适应不同跨径，不同预应力配束的混凝土单箱室连续刚构，要求纵向各个截面具有几何拓扑一致性，预应力束的生成具有规律性；为了适应钢筋混凝土,预应力混凝土桥的分析要求，要求普通钢筋的配筋率具有可调性；针对以上模型要求，制定以下建模手段。1. 从连续刚构桥纵向来看，保证各个截面具有几何拓扑一致性，...