ABAQUS時(shí)程分析實(shí)例

1、ABAQUS 時(shí)程分析法計(jì)算地震反應(yīng)的簡(jiǎn)單實(shí)例ABAQUS 時(shí)程分析法計(jì)算地震反應(yīng)的簡(jiǎn)單實(shí)例（在原反應(yīng)譜模型上 修改）問(wèn)題描述：懸臂柱高 12m，工字型截面（圖 1），密度 7800kg/m 3， EX=2.1e11Pa，泊松比 0.3，所 有振型的阻尼比為 2%，在 3m 高處有一集中質(zhì)量 160kg，在 6m、9m、 12m 處分別有 120kg 的集中質(zhì)量。反應(yīng)譜按 7 度多遇地震，取地震影響系數(shù)為 0.08，第一組， III 類場(chǎng)地，卓越 周期 Tg=0.45s。圖1 計(jì)算對(duì)象第一部分：反應(yīng)譜法幾點(diǎn)說(shuō)明：本例建模過(guò)程使用 CAE ；添加反應(yīng)譜必須在 inp 中加關(guān)鍵詞實(shí)現(xiàn)， CAE 不

2、支持反應(yīng)譜；*Spectrum 不可以在 keyword editor 中添加， keyword editor 不支持此關(guān)鍵詞讀入。ABAQUS 的反應(yīng)譜法計(jì)算過(guò)程以及后處理要比 ANSYS 方便的多。操作過(guò)程為：（ 1）打開(kāi) ABAQUS/CAE ，點(diǎn)擊 create model database。2)進(jìn)入 Part 模塊，點(diǎn)擊 create part，命名為 column ，3D 、deformation 、wire 。continue3) Create lines，在分別輸入 0，0回車； 0，3回車； 0，6回車；0，9回車； 0，12回車。4）進(jìn)入 property 模塊， crea

3、te material，name：steel，general-density ，mass density：7800mechanical-elasticity-elastic ， young s modulu：s 2.1e11，poisson s ra：tio0.3.5) Create section，name：Section-1，category：beam， type：beam,Continuecreate profile, name: Profile-1, shape:I,按圖 1 尺寸輸入界面尺寸， ok 。在 profile name 選擇 I， material name 選擇 ste

4、el。 Ok6) Assign section ，選擇全部， done，彈出的對(duì)話框選擇 section： Section-1， ok 。7)Assign beam orientation，選擇全部，默認(rèn)值確定。8) View-part display options ，在彈出的對(duì)話框里勾選， render beam profiles ，以可視化梁截面形狀。9) 添加集中質(zhì)量， Special-inertia-create ，name：mass1，type：point mass/inertia ，continue，選擇（ 0， 3）位置點(diǎn)done， mass： 160， ok 。create，

5、name：mass2，type：point mass/inertia ， continue ，選擇 0，6；0，9；0，12 位置點(diǎn)（按 shift 多選）， done， mass： 120，ok，dismiss。10) Assembly-instance part ，instance type 選 dependent( mesh on part)， ok。11) Step-create step， name： step-1， procedure type 選 freqency， continue在 basic 選項(xiàng)卡中， eigensolver 選擇頻率提取方法，本例選用 lanczos 法

6、， number of eigenvalues request，選 value，輸入 10.ok 。再 create step，create step，name： step-2， procedure type 選 response spectrum，continue在 basic 選項(xiàng)卡中， excitations 選擇單向 single direction ，sumations 選擇 square root of the sum of squares（ SRSS）法， use response spectrum： sp（反應(yīng)譜的 name，后面再 inp 中添加 ）， 方向余弦（ 0，0，

7、1）， scale factor ： 1.進(jìn)入 damping 選項(xiàng)卡，阻尼使用直接模態(tài)（ direct modal ），勾選 direct damping data ， start mode：1，end mode： 8， critical damping fraction ： 0.02.ok。12）進(jìn)入 load 模塊， Load-create boundary condition ，name：fixed ，step 選擇 initial ，category 選擇 mechanical， types 選擇 displacement/ rotation ， continue選擇 0， 0 點(diǎn)，

8、 done，勾選 u1ur3 所有 6 個(gè)自由度。 Ok。（ 13）進(jìn)入 mesh 模塊， object 選擇 part ，點(diǎn) seed edge by number，選擇所有桿， done， 輸入 3， done點(diǎn) assign element type ，選擇全部桿， done，默認(rèn) B31，ok。點(diǎn) mesh part， yes。（ 14）進(jìn)入 job 模塊， name：demo-spc，source： model，continue，默認(rèn)， ok 。進(jìn)入 job manager，點(diǎn)擊 write input ，在工作目錄生成 demo-spc.inp 文件。15）進(jìn)入 ABAQUS 工作

9、目錄， 使用 UltraEdit 軟件（或其他類似軟件） 打開(kāi) demo-spc.inp，*Boundary 關(guān)鍵詞的后面加如下根據(jù)問(wèn)題敘述確定的反應(yīng)譜：*Spectrum,type=acceleration,name=sp0.1543,0.167,00.1915,0.25,00.2102,0.333,00.2241,0.444,00.25,0.5,00.3295,0.667,00.4843,1,00.5987,1.25,00.7868,1.667,01.0342,2.222,01.0342,10,00.3528,10000,0第一列為加速度，第二列為頻率，第三列為阻尼比。圖2保存。（ 16）

10、進(jìn)入 job 模塊， create job， name：spc， source選擇 input file ， input file select ： 工作目錄下的 demo-spc.inp ， continue默認(rèn)， ok，進(jìn)入 job manager，選擇 spc， submit，計(jì)算成功！Frequency must be increasing continuously in a spectrum definition（ 17）點(diǎn)擊 results 進(jìn)入后處理模塊，可以看到最大位移為3.159cm，這與陸新征博士講解的 ansys結(jié)果 3.1611cm 基本一致。可以查看工作目錄下的spc

11、.dat 文件查看詳細(xì)的頻率和模態(tài)分析結(jié)果。第二部分：時(shí)程分析（1）進(jìn)入 step模塊，刪除原 step1、step2。建立 step1（ static general），用于施加重力2）將 step1 結(jié)果作為動(dòng)態(tài)分析的初始狀態(tài)，time period 設(shè)置為 1e-10（很短時(shí)間）。建立 step2（ dynamic implicit ），進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析time period 設(shè)置為 20（施加的加速度記錄共數(shù)量設(shè)置為 2000 步，將初始時(shí)間增量設(shè)置為20s，間隔 0.02s）， type：automatic ，最大增量0.02，最小增量設(shè)置為 1e-15，最大增量設(shè)置為0.02， h

12、alf-step residual tolerance ：100（控制automatic 求解精度的值，在地震分析中應(yīng)該設(shè)置多大為好？還沒(méi)弄清楚！請(qǐng)大家賜教?。?。另外，將非線性開(kāi)關(guān)打開(kāi)：在 Step Manager 對(duì)話框中點(diǎn)擊 Nlgeom3）將模型頂端節(jié)點(diǎn)設(shè)置為 set-1:tools-set-create （在 tools 中設(shè)置，用于觀察頂端節(jié)點(diǎn)的反應(yīng)情況），同樣的方法，底端節(jié)點(diǎn)設(shè)置為set-2在 output 中設(shè)置需要輸出結(jié)果，在 edit history output request 將 domain 改為 set，選擇 set1， 在 displacement 里面選擇 U 。

13、output - history output request -manager-editCreat H-Output-2 ，選擇 set-2，同上3）進(jìn)入 property 模塊， material editor-edit-mechanical-damping 在材料中補(bǔ)充 damping ，使用瑞利阻尼，質(zhì)量系數(shù) alpha 為 0.15，剛度系數(shù) beta 為 0.01。3）進(jìn)入 load 模塊， boundary condition manager ，將 fix 在 step2的 propagated 改為inactive （點(diǎn)擊 deactivate）create 一個(gè)新的邊界條件（

14、在 step2），取消 z 向位移約束（以在該方向施加加速度）再 create 一個(gè)邊界條件（在 step2）， type 為 acceleration/ angular acceleration,continue選擇基底節(jié)點(diǎn)，勾選 A1 ，輸入 1（加速度記錄單位 m/s2），在 amplitude 后點(diǎn) create， name： Amp-1 ， type： tabular ， continuetime span： total time 從excel文件 ac5復(fù)制時(shí)間和加速度至 date數(shù)據(jù)欄中（加速度時(shí)程按規(guī) 范將最大值調(diào)整為 0.35m/s2 ）再 amplitude 下拉欄中選 Amo-1 ， ok 。Dimiss（ 4）進(jìn)入 job 模塊， Create job， submit 。點(diǎn)擊 result（ 5） result-histo