ANSYS地铁盾构隧道管片结构设计修改版Word格式.docx
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进入前处理器
设置梁单元类型,模拟管片衬砌
设置弹簧单元类型,模拟衬砌与地层相互作用
设置梁单元几何常数,单位为m
设置弹簧单元几何常数,单位为Pa
设置材料模型
输入弹性模量,单位为Pa
输入泊松比
输入密度,单位为kg
保存数据库
2.建立几何模型
(1)创建关键点。
K,100,0,0,0,
K,1,0.5925,2.7877,0,
K,2,-0.5925,2.7877,0,
K,3,2.7105,0.8807,0,
K,4,-2.7105,0.8807,0,
K,5,1.6752,-2.3057,0,
K,6,-1.6752,-2.3057,0,
通过编号和坐标创建关键点,圆心位置
以上6个关键点为管片环向接头位置!
保存数据
(2)创建盾构隧道轮廓线。
通过两个端点和圆弧内侧任意一点以及半径画圆弧
以上为盾构隧道轮廓线的绘制
Larc,1,2,100,2.85
Larc,2,4,100,2.85
Larc,4,6,100,2.85
Larc,6,5,100,2.85
Larc,5,3,100,2.85
Larc,3,1,100,2.85
3.4■创建弹簧节点所在的轮廓线
(1)
通过编号和坐标创建关键点
创建关键点。
K,11,0.7277,3.4235,0,
K,12,-0.7277,3.4235,0,
K,13,3.3287,1.0816,0,
K,14,-3.3287,1.0816,0,
以上6点对应管片接头,只是半径更大了!
(2)创建左右隧道弹簧节点轮廓线。
K,15,2.0572,-2.8316,0,
K,16,-2.0572,-2.8316,0,
以上为盾构隧道弹簧外节点轮廓绘制,如图9-6所示
Larc,11,12,100,3.5
Larc,12,14,100,3.5
Larc,14,16,100,3.5
Larc,16,15,100,3.5
Larc,15,13,100,3.5
Larc,13,11,100,3.5
4.单元网格划分
(1)设置单元大小,每6度为一单元,共60个单元,如图9-7所示。
LESIZE,all,,,4,,,
,1
设置单兀大小,所有选择的线被划分成
4个单元
Allsel
选择所有兀素
lsel,s,,,2,8,6
选择线2和8
lsel,a,,,6,12,6
再选择线6和12
LESIZE,all,,,10,,
,,1
10个单元
lsel,s,,,3,5,1
选择线3到5
lsel,a,,,9,11,1
再选择线9和11
LESIZE,all,,,12,,
12个单元
/PNUM,LINE,1
显示线
/PNUM,ELEM,0
显示编号
/REPLOT
重新显示
Lplot
lsel,s”,1,7,6!
选择线1和7
号记不住,还是拷别的办法,为何线号显示不出来。
在这个地方选择线号咋办?
线
其单元图如图9-8所示。
(2)
划分单元,
TYPE,
1
设置将要创建单兀的类型,二次衬砌
MAT,
设置将要创建单元的材料
REAL,
设置将要创建单元的几何常数
Imesh,all!
对所有的线进行单元划分,通过网格划分原先的线就变成了
单元并被赋予了上面的属性
(3)
创建弹簧单元,
加了弹簧单元的单元网格如图
9-9所示
2
设置将要创建单元
的类型
的材料
的几何常数
E,1,61
通过单元的两个节点创建弹簧单元。
……!
依次继续直到所有的弹簧单元创建完成,其节点的编号如图9-10所示。
此命
令没有用划分网格的方法来建立单元,而是直接用E命令直接生成单元,并被赋予上
面的属性。
注意应该是先分配单元属性后生成单元!
设置将要创建单元的类型
设置将要创建单元的几何常数
清除线16到23上的所有单元
为什么要有这一步又没有创建单元为何要赋予属性?
9.1.2加载与求解
1.加载
(1)对四周各节点施加“Ux”和“Uy”两个方向的约束。
/SOL!
进入求解器
LST,2,60,1,ORDE,2!
选择要施加约束的节点,共60个
FITEM,2,61
FITEM,2,-120
*
/GO
D,P51X,,0,,,,UX,UY,,,,!
在“Ux”和“Uy”两个方向的施加约束
(2)施加重力加速度。
ACEL,0,10,0,!
在Y方向施加重力加速度
Save!
(4)节点力的计算。
具体的计算公式如第333小节中介绍的等效节点荷载计算式,
什么意思?
?
?
本实例采用EXCEL电子表格进行计算。
原则节点所在的6条线,线7到12
选择所有元素
选择线7到12
选择线上的节点
显示节点编号设置
NLIST,ALL,,,,NODE,NODE,NODE!
列出节点坐标
SAVE!
为什么此处显示是没有节点显示不明白
(4)
在节点上施加节点力,加上何载和位移边界条件后的几何模型如见图9-11所
示。
f,
fx,
-3502.5
在节点上施加X方向节点力
3
-1170
4
5
3502.5
5790
以上为在拱顶管片(封顶块)上施加X方向节点力
7
8017.5
8
10155
9
12187.5
10
14077.5
11
15825
12
17385
13
18765
14
19935
15
20887.5
6
21611.25
以上为在左邻接块上施加X方向节点力
17
22098
18
22342.97396
19
22342.77605
20
21
22
20888.25
23
24
25
26
27
以上为在左标准块上施加
16
X
方向节点力
29
30
31
32
33
fy,
1170
34
35
36
-5790
37
-8017.5
38
-10155
39
-12187.5
以上为底部标准块上施加
28
-14077.5
41
-15825
42
-17385
43
-18765
44
-19935
45
-20888.25
46
-21611.25
47
-22098
48
-22342.77611
49
-22342.9739
50
51
以上为在右标准块上施加
40
-20887.5
52
53
54
55
56
57
58
59
以上为在右邻接块上施加
60
-35354.4
在节点上施加Y万向节点力
-35745.6