土木計算過程中常用的單元和材料型別

2021-03-04 02:01:56 字數 1916 閱讀 8414

一、單元

(1)link(杆)系列:

link1(2d)和link8(3d)用來模擬珩架,注意一根杆劃乙個單元。

link10用來模擬拉索,注意要加初應變,一根索可多分單元。

link180是link10的加強版,一般用來模擬拉索。

(2)beam(梁)系列:

beam3(2d)和beam4(3d)是經典尤拉梁單元,用來模擬框架中的梁柱,畫彎據圖用etab讀入**isc資料然後用plls命令。注意:雖然一根梁只划乙個單元在單元兩端也能得到正確的彎矩圖,但是要得到和結構力學書上的彎據圖差不多的結果還需多分幾段。

該單元需要手工在實常數中輸入iyy和izz,注意方向。

beam44適合模擬薄壁的鋼結構構件或者變截面的構件,可用"/eshape,1"顯示單元形狀。

beam188和beam189號稱超級梁單元,基於鐵木辛科梁理論,有諸多優點:考慮剪下變形的影響,截面可設定多種材料,可用"/eshape,1"顯示形狀,截面慣性矩不用自己計算而只需輸入截面特徵,可以考慮扭轉效應,可以變截面(8.0以後),可以方便地把兩個單元連線處變成鉸接(8.

0以後,用endrelease命令)。缺點是:8.

0版本之前beam188用的是一次形函式,其精度遠低於beam4等單元,一根梁必須多分幾個單元。8.0之後可設定「keyopt(3)=2」變成二次形函式,解決了這個問題。

可見188單元已經很完善,建議使用。beam189與beam188的區別是有3個結點,8.0版之前比beam188精度高,但因此建模較麻煩,8.

0版之後已無優勢。

(3)shell(板殻)系列

shell41一般用來模擬膜。

shell63可針對一般的板殼,注意僅限彈性分析。

它的塑性版本是shell43。

加強版是shell181(注意18*系列單元都是ansys後開發的單元,考慮了以前單元的優點和缺陷,因而更完善),優點是:能實現shell41、shell63、shell43...的所有功能並比它們做的更好,偏置中點很方便(比如模擬樑版結構時常要把板中面望上偏置),可以分層,等等。

(4)solid(體)系列

土木中常用的就solid45、46、65、95等。

45就不用多說了,95是它的帶中結點版本。

solid46可以容忍單元的長厚比達到20比1,可以用來模擬鋼板碳纖維板鋼管等。

solid65是專門的混凝土單元,可以考慮開裂,這個討論得很多了,清華的陸新徵寫的乙個講義(裡面有詳細解釋。

(5)***bin(彈簧)系列

常用的有7、14、39、40等。

7可以用來模擬鉸接點。14是最簡單的帶阻尼彈簧。39是非線性彈簧,在實常數中可以靈活定義力-位移關係,可用來模擬鋼筋與混凝土的粘結滑移等。40可模擬隔震結構(據說)。

(6)contact(接觸)系列

常用的有conta52,可用來模擬橡膠墊支座。這個很簡單,可以用命令流新增(eintf)。targe16*

和conta17*系列可用接觸嚮導新增,三維的接觸往往會造成收斂困難,和混凝土非線性分析一樣,需要憑經驗調引數反覆試算。

二、材料彈性部分(必需)用mp命令輸入,非線性部分用tb命令輸入。

(1)tb,dp

即drucker-prager模型,ansys中唯一用來模擬土的模型。可以和幾乎所有單元型別(2維和3維)配合使用,所以有時也會在計算2維的混凝土模型時用到它。

(2)tb,concr

用來模擬混凝土,採用w-w五引數破壞準則,只能和solid65配合使用。同樣參見陸新徵的講義。

(3)tb,bkin(biso,mkin,miso)

一般用來模擬鋼材。

雙線形隨動強化(雙線形等向強化、多線形隨動強化、多線形等向強化)模型。

顧名思義,雙線形和多線形的區別就是應力應變曲線是兩段還是很多段;隨動強化和等向強化的區別就是考不考慮包辛格效應。

如果不和其他準則配合的話,預設是von mises屈服準則。

土木工程計算過程中常用的單元和材料型別

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