双线下承式简支钢桁结合梁桥的ansys分析实例..doc

Ansys课程设计2 题目 以64m双线下承式简支钢桁结合梁桥为研究对象，利用ansys建模分析该结合梁桥在各种工况作用下的变形和应力分布，并进行动力仿真分析，检验其设计的合理性。该桥每个桥墩（台）在横向布置两个支座，支座中心横向间距为11.0m；分析时仅在桥梁两端设置横联（桥门架），若动力分析通不过，可在中间加设两个横联，截面同桥门架；二期恒载按16t计算，活载按中活载计算，双线加载不折减；横梁先按工形截面计算，若应力通不过，可将端横梁改成箱型断面；纵梁外侧桥面板悬臂部分不与横梁连接。该桥的结构轮廓图分别如图1、图2、图3、图4所示。 图1 立面图 图2 下平面图 图3 上平纵联 图4 横截面图 概述 Ansys建模主要采用自底向上的实体建模，即先定义关键点，然后在关键点的基础上连接成线，之后在初步形成的图形上划分网格，生成节点和单元，并定义截面类型，即可得到有限元模型。主桁的上下弦杆为梯形截面箱梁，采用自定义截面的beam188空间梁单元进行模拟。混凝土板采用shell91、横联采用shell63空间板单元，混凝土板的厚度取其平均厚度。其他杆件采用常用截面的beam188空间梁单元进行模拟。按平截面假定考虑主桁下弦杆、纵梁、横梁以及混凝土板相互之间的偏心，考虑上平纵联与横联、主桁上弦杆之间的偏心，不考虑钢与混凝土板间的滑移。主桁各杆之间、横梁与主桁下弦杆之间、纵梁与横梁之间、上平纵联与主桁上弦杆之间、横联与主桁竖杆之间都按刚接处理，混凝土板与纵梁的连接按铰接处理。 单元的平均长度为0.5m，纯钢结构模型一共得到6880个节点，3949个单元。 混凝土板厚： 混凝土板宽： 混凝土板截面面积为 下弦杆、上弦杆的平均高度取为0.6m 钢材的弹性模量取：2.1×1011 Pa，泊松比取：0.3，密度取：7850㎏/m3 。 混凝土假设采用C50，弹性模量取：3.45 ×1010 Pa，泊松比取：0.2，密度取：2400㎏/m3。 重力加速度取：9.8 N/㎏。 一期恒载：钢结构自重+混凝土板自重，混凝土板自重分散到纵梁上为。 二期恒载分散在混凝土板上为。 活载，“中—活载”为，其中单条轨道道渣分布在混凝土板上的总长为64 m，宽为。活载作用考虑三种情况：全桥满布、全桥单线以及半桥满布。 一期恒载由钢结构单独承受，二期恒载和活载由组合结构承受，因此需建立两个有限元模型分5次计算：第一个模型为纯钢结构，作用一期恒载；第二个模型为刚与混凝土的组合结构，按二期恒载、活载作用时分别计算。最后将它们的计算结果进行叠加，得到下面五种种工况： 工况一：一期恒载； 工况二：一期恒载+二期恒载； 工况三：一期恒载+二期恒载+全桥满布； 工况四：一期恒载+二期恒载+全桥单线； 工况五：一期恒载+二期恒载+半桥满布。 ansys模型的建立与求解 3.1 纯钢结构模型 3.1.1 选择单元类型、输入材料参数 finish /clear /prep7 ET,1,BEAM188 KEYOPT,1,1,0 KEYOPT,1,2,0 KEYOPT,1,3,0 KEYOPT,1,4,2 KEYOPT,1,6,3 KEYOPT,1,7,1 KEYOPT,1,8,1 KEYOPT,1,9,1 KEYOPT,1,10,0 KEYOPT,1,11,0 KEYOPT,1,12,0 ET,2,SHELL63 KEYOPT,2,1,0 KEYOPT,2,2,0 KEYOPT,2,3,0 KEYOPT,2,5,2 KEYOPT,2,6,0 KEYOPT,2,7,0 KEYOPT,2,8,0 KEYOPT,2,9,0 KEYOPT,2,11,0 R,1,0.016, , , , , , ET,3,PLANE82 mp,ex,1,2.1e11 mp,prxy,1,0.3 mp,dens,1,7850 3.1.2 定义梁截面形式 SECTYPE, 1, BEAM, I, , 5 SECOFFSET, USER, 0, 1.42 SECDATA,0.8,0.8,1.42,0.04,0.04,0.016,0,0,0,0 SECTYPE, 2, BEAM, I, , 5 SECOFFSET, USER, 0, 1.42 SECDATA,0.36,0.36,1.42,0.02,0.02,0.016,0,0,0,0 SECTYPE, 6, BEAM, HREC, , 5 SECOFFSET, CENT SECDATA,0.66,0.578,0.032,0.032,0.032,0.032,0,0,0,0 SECTYPE, 7, BEAM, HREC, , 5 SECOFFSET, CENT SECDATA,0.42,0.578,0.