ansys学习-桥梁结构分析中常用apdl代码小结

 桥梁结构分析比一般的结构问题复杂，用ansys进行分析时，很多问题需要自己编写
相应代码。

现代桥梁向宽幅、大跨度方向发展，梁体板厚也很大，传统的梁单元和板单元，在
精细分析的时候不能满足要求。以下分析方法只针对实体单元提出，相应的数值部
分可以根据实际情况替换。

1、预应力模拟－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

这个传统问题了，综合比较各种方法后，认为采用预应力节点和混凝土节点耦合是
最简便的处理方法，这种方法的精度不受单元大小的影响，这点在个人之前的文章
已经验证过了。其中的预应力筋是通过杆单元定义初应变模拟。代码如下：

!创建预应力筋节点

*DO, i, 0, 20

   N, i+1, 0, 0.008*i*1*(i*1-20), i*1

*ENDDO

!创建预应力筋

TYPE, 2

MAT, 2

REAL, 1

ESYS, 0

SECNUM,

TSHAP, LINE

*DO,i,1,20

   E , i, i+1

*ENDDO

!耦合预应力筋和混凝土节点

*DO,i,1,21

*SET,j , NNear(i)

CP , i, UX, i , j

CP , 21+i, UY, i , j

CP , 42+i, UZ, i , j

*ENDDO

但需要注意三个问题，一个是耦合的时候需防止预应力筋节点自身耦合，另一个是
预应力节点和混凝土节点重合时，节点被Merge掉了，最后的是一个混凝土节点同时
耦合两个预应力节点。当混凝土单元尺寸小于预应力筋之间距离的1/2，以及预应力
单元尺寸的1/2时，问题1和3可以避免。

2、施加截面非线性温度荷载－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

!之前定义温度荷载表TEMP1，单元体内温度是根据节点温度插值得到，所以只需要
给节点赋温度值，体内温度分布自然得到。

*GET,N,NODE,,COUNT

*DO, i, 1, N, 1

   BF,i,TEMP,TEMP1(NY(i))

*ENDDO

3、计算截面形心及截面特性

以下代码，对于完整截面及非完整截面均可，对于非完整截面要求各截面是共面的
。

ASEL,S,LOC,Z,20   !选择截面上所有平面

ASUM, FINE !确定截面计算网格精度，计算截面参数

*GET,A_X,AREA,,CENT,X

*GET,A_Y,AREA,,CENT,Y

*GET,A_Z,AREA,,CENT,Z

截面特性代码可看帮助。

4、提取截面内力

对于实体单元结构，有时我们希望得到截面内力，大致的思路是选择截面一侧单元
，及截面节点，这时候节点是作为单元的边界存在，通过节点力求和，得到截面内
力。

!划分单元前，在需要计算内力的截面利用工作平面切割体，如模型中包含预应力筋
，建议预应力单元在截面处留有节点，以计算单纯的外力效应

WPOFFS, X, Y, Z

VSBW,ALL

!拾取计算截面节点及一侧单元

NSEL, S, LOC, Z, 0 , 10 !选择截面一侧全部节点

ESLN, S, 1   !选择截面一侧全部单元

NSEL, S, LOC, Z, 10 !仅选择截面节点

ESEL, U, MAT, , 2 !将预应力单元从选择集中删除（可选）

!定义计算点

SPOINT, , 0, 0, 10 !为截面形心坐标，采用3的方法计算

FSUM     !FSUM, LAB, ITEM,LAB默认为全局笛卡儿坐标，取RSYS为当前激活坐标系

!提取结果

*GET,F1,FSUM,,ITEM,FZ    !轴力，轴向Z

*GET,F2,FSUM,,ITEM,FY    !剪力，竖向y

*GET,M,FSUM,,ITEM,MX    !弯矩，满足右手法则，横向x
需要注意的是计算内力效应时，如包含预应力筋节点及预应力单元，FSUM得到的是
外力效应，不存在截面轴力及预应力弯矩效应，如不包含预应力单元，FSUM得到的
是扣除预应力效应后的混凝土内力，此时的结果与通常结构分析一致。