加載預(yù)應(yīng)力的方法

1、加載預(yù)應(yīng)力的方法：1直接加載預(yù)應(yīng)力利用ANSYS中的ISTRESS命令，該命令的使用格式如下：ISTRESS，Sx，Sy，Sz，Sxy，Syz，Sxz，MAT1，MAT2，MAT3其中Sx，Sy，Sz，Sxy，Syz，Sxz代表各個(gè)方向預(yù)應(yīng)力值，MAT1，MAT2，MAT3,分別代表需要施加預(yù)應(yīng)力的材料。2等效力法即對(duì)結(jié)構(gòu)加等效荷載，可以把預(yù)應(yīng)力等效成集中力進(jìn)行偏心施加，也可以等效成集中力加一個(gè)等效的彎矩進(jìn)行軸心施加，其命令格式如下：F，NODE，Lab，VALUE1，VALUE2，NEND，NINC其中，Lab代表外力的形式（可取FX，F(xiàn)Y，F(xiàn)Z，MX，MY，MZ）。3等效應(yīng)變法通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)約

2、束、定義實(shí)常數(shù)的方法，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生與預(yù)應(yīng)力相當(dāng)?shù)膽?yīng)變，從而得到間接施加預(yù)應(yīng)力的目的，這種方法需要建立單元來(lái)模擬鋼筋，在實(shí)常數(shù)（Real）中對(duì)參數(shù)進(jìn)行定義，得到施加預(yù)應(yīng)力的目的。其輸入格式如下：MP，Lab，MAT，C0，C1，C2R，NSET，R1，R2，R3，R4，R5其中，Lab代表材料特性的類(lèi)別，可取Lab=EX、EY、EZ、DENS等等；MAT代表材料類(lèi)型碼，屬于ITYPE；C0代表材料特性類(lèi)別的值；NSET代表該RealConstant的 號(hào) 碼，通 常 從 1開(kāi)始；R1R5代表所定義元素類(lèi)型幾何特性的值，不同的單元有不同的輸入格式，對(duì)應(yīng)于LINK8，R1為材料的面積，而R2為材料的

3、初始應(yīng)變。4等效溫度法通過(guò)設(shè)定各向異性的溫度應(yīng)變系數(shù)，在給定的溫度變化下獲得一定的應(yīng)變，從而產(chǎn)生想要達(dá)到的預(yù)應(yīng)力效果，其實(shí)這種方法在原理上和上一種方法是一致的。同樣需要建立一種單元來(lái)模擬鋼筋，在MP命令中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，其輸入的格式見(jiàn)上，GUI模式下的路徑也一樣，只是所設(shè)定的參數(shù)有所不同而已，用等效溫度法，例一中的預(yù)應(yīng)力施加，用LINK8來(lái)模擬預(yù)應(yīng)力筋，假定彈性模量E=2.0E11，熱膨脹系數(shù)ALPX=0.225E-4，面積為0.0056m2，則參考溫度為/2.0E110.00560.225E-4=20，其命令格式如下23：MP，EX，2，2.0e11Mp，ALPX，2，0.225e-4Mp，R

4、EFT，2，20R，1，0.0056其中:ALPX為材料的熱膨脹系數(shù)，只與材料的種類(lèi)有關(guān)，屬于材料特性，應(yīng)變/溫度；REFT為參考溫度，取正值時(shí)表示降溫，否則為升溫。一.可以在定義單元實(shí)常數(shù)(PreprocessorRealConstants)中的初始應(yīng)變(InitialStrain)這個(gè)選項(xiàng)將預(yù)應(yīng)力施加上,推導(dǎo)公式為:P=A=EA其中:P:所要施加的預(yù)應(yīng)力.A:桿件截面面積,E:彈性模量:所要施加的初始應(yīng)變這種方法施加比較簡(jiǎn)單,但要將應(yīng)力固定,每一次計(jì)算過(guò)程都不能變化二.通過(guò)溫度荷載在結(jié)構(gòu)上施加預(yù)應(yīng)力T-TEM=P/(AE),P,A,E同前:材料的線膨脹系數(shù),1/,需要在材料屬性中指定TEM

5、:桿件的溫度應(yīng)力為0Mpa時(shí)的溫度,也叫參考溫度,;T:桿件在工作時(shí)的溫度,.通過(guò)改變它的值可以對(duì)結(jié)構(gòu)施加溫度荷載,與此同時(shí)產(chǎn)生溫度應(yīng)力,也就是預(yù)應(yīng)力這種方法由于在計(jì)算過(guò)程中可以改變預(yù)應(yīng)力的值,所以特別適用于分析研究預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響.有限元分析錨桿（索）的有限元模擬ANSYS沒(méi)有錨桿（索）單元，所以在模擬錨桿（索）時(shí)大家有很多不同的看法。有的認(rèn)為ANSYS中模擬錨桿（索）不能模擬錨桿（索）與圍巖的接觸，建議不模擬，將圍巖和錨桿（索）作為一種材料來(lái)模擬，根據(jù)研究的經(jīng)驗(yàn)直接提高相關(guān)參數(shù)值。有人建議錨桿（索）可以用LINK，COMBIN等單元，它們之間用AGLUE命令粘結(jié)一下就可以。同時(shí)錨桿（

6、索）嵌入的一段要UX，UY設(shè)置為0。個(gè)人建議用LINK1模擬錨桿（索），把要耦合的節(jié)點(diǎn)定義為硬點(diǎn)，這樣采用自由劃分時(shí)，硬點(diǎn)就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)，此方法可以解決手動(dòng)計(jì)算耦合點(diǎn)的麻煩，而且快速方便。該單元依具體的應(yīng)用，可模擬桁架、鏈桿及彈簧等。該二維桿單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度只考慮x，y兩個(gè)方向的線位移，是一種可承受單軸拉壓的單元。ANSYS中建立預(yù)應(yīng)力鋼束的兩種方法(絕對(duì)實(shí)用)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)；用方法與實(shí)例中有一個(gè)算例；命令流如下：；/prep7；/title,theanalysisofthes；/DIST,1,1.,1；/REP,FAST；*SET,e以前一直對(duì)于在ANSYS中如何建立預(yù)應(yīng)力鋼束感到困惑，

7、通過(guò)這兩天的學(xué)習(xí)，找到了兩種模擬預(yù)應(yīng)力鋼束的方法。這里貼上來(lái)，供大家學(xué)習(xí)參考。 方法1：通過(guò)體分割的辦法建立預(yù)應(yīng)力鋼束，然后通過(guò)定義降溫荷載來(lái)模擬預(yù)應(yīng)力效應(yīng)。這種方法在張立明編的ALGOR、ANSYS在橋梁工程中的應(yīng)用方法與實(shí)例中有一個(gè)算例。命令流如下：/prep7/title,the analysis of the solid beam and prestressed tendon/DIST,1,1.,1/REP,FAST*SET,egjx,2e11*SET,agjx,60e-4*SET,ehnt,3.5e10*SET,xzxs,1.2e-5*SET,yjl,et,1,link8et,2,s

8、olid95r,1,agjxr,2mp,ex,1,egjxmp,prxy,1,0.3mp,dens,1,7800mp,dens,2,2500mp,alpx,1,xzxsmp,ex,2,ehntmp,prxy,2,0.3blc4,1,2,30/VIEW,1,1,1,1/ANG,1/AUTO,1/REP,FASTklist,allkwpave,6wpoff,-0.3wprot,0,0,90wpoff,0,0,-0.4vsbw,2wpoff,0,0.4wprot,0,90vsbw,allwpstylnummrg,all,lownumcmp,allesize,0.3klist,allllist,all

9、lsel,s,28,38,10latt,1,1,1lmesh,allallsel,allgplotvsel,s,allvatt,2,2,2mshape,0,3dmshkey,1vmesh,allfinish/soludl,3,alldl,16,alldl,23,alldl,2,uydl,15,uydl,22,uy/AUTO,1/REP,FASTbfl,28,temp,-yjl/(xzxs*egjx*agjx)bfl,38,temp,-yjl/(xzxs*egjx*agjx)allselacel,9.8solvefinish/post1pldispplnsol,s,1方法二：體線獨(dú)立耦合法建立預(yù)

10、應(yīng)力鋼束命令流如下，并附有命令說(shuō)明：*SET,eg,2e5!鋼束彈模*SET,ag,140!鋼束面積*SET,eh,4e4!混凝土的彈模*SET,r0,9345!曲線鋼束的半徑*SET,yyl, !鋼束的預(yù)應(yīng)力大小et,1,link8!定于預(yù)應(yīng)力鋼束單元類(lèi)型為link8et,2,solid95!定義混凝土單元類(lèi)型為solid95r,1,ag,yyl/eg/ag*1.!定義單元實(shí)常數(shù)，對(duì)于link8單元為鋼束面積、以及鋼束的初始應(yīng)變（除模擬預(yù)應(yīng)力張拉還會(huì)用于應(yīng)力剛度矩陣的計(jì)算）r,2!solid95的單元實(shí)常數(shù)僅為x軸的調(diào)整，并且該實(shí)常數(shù)僅僅在單元坐標(biāo)系統(tǒng)選擇為1的時(shí)候填寫(xiě)。一般不填。mp,ex

11、,1,eg!預(yù)應(yīng)力鋼束單元性質(zhì)，包括之前定義的彈模，泊松比 mp,prxy,1,0.3mp,ex,2,eh!混凝土單元性質(zhì)，包括彈模、泊松比mp,prxy,2,0.2blc4,100,200,3000!定義長(zhǎng)方體的長(zhǎng)寬高（混凝土塊體） /view,1,1,1,1!調(diào)整觀察的角度/ang,1vplot!顯示選擇的體ksel,all!選擇所有的關(guān)鍵點(diǎn)klist*get,kp0,kp,0,num,max !將最大的kp編號(hào)存于kp0中，因?yàn)槭孪炔恢雷畲蟮年P(guān)鍵點(diǎn)號(hào)是多少，所以先要存在kp0中l(wèi)sel,none!不選擇所有的線llistk,kp0+1,50,160!定義關(guān)鍵點(diǎn)，kp0是已有的最大關(guān)鍵點(diǎn)

12、編號(hào)。 k,kp0+2,50,160,3000k,kp0+3,50,800,1500larc,kp0+1,kp0+2,kp0+3,r0!將定義的以上三點(diǎn)連成一條圓弧，半徑為r0。kp0+3用于定義圓弧所在面及曲線邊中點(diǎn)kdele,kp0+3!刪除kp0+3這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)klistllist*get,line1,line,0,num,min!將最小的線編號(hào)存于line1中，因?yàn)閘ine1是最先定義的預(yù)應(yīng)力鋼束lsel,s,loc,z,0!選擇z、y坐標(biāo)均為0的線，用于施加約束（該線為右側(cè)截面的梁底線）lsel,r,loc,y,0dl,all,uy!對(duì)線施加y方向的約束lsel,s,loc,z,300

13、0!選擇左側(cè)截面梁底線（即z=3000，而y=0的線） lsel,r,loc,y,0dl,all,all!對(duì)選擇的線施加約束（UX、UY、UZ）allsel,all!選擇所有對(duì)象lsel,s,line1!選擇線，最小值line1latt,1,1,1!將單元性質(zhì)與選擇的、尚未網(wǎng)格化的線聯(lián)系起來(lái) lesize,all,50!線單元?jiǎng)澐值臄?shù)目lmesh,all!對(duì)line1進(jìn)行分網(wǎng)vsel,all!選擇所有的體vlistvatt,2,2,2!給體賦予相應(yīng)的屬性(混凝土)lsel,s,loc,z,0!選擇z=0，而y坐標(biāo)從10到140范圍內(nèi)的所有的線 lsel,r,loc,y,10,140lesize

14、,all,8!分網(wǎng)數(shù)目8lsel,s,loc,z,0!再次選擇z=0，而不選y坐標(biāo)從10到140范圍內(nèi)的所有線lsel,u,loc,y,10,140lesize,all,4!分網(wǎng)數(shù)目為4lsel,s,loc,y,0!選擇x=0、y=0坐標(biāo)處的線（僅有一根線被選中）注意這根線是一根分網(wǎng)的掃掠線。lsel,r,loc,x,0lesize,all,50!分網(wǎng)數(shù)目為50vsweep,all!通過(guò)掃掠網(wǎng)格的方法來(lái)用單元填充體allsel,all!選擇所有的對(duì)象lsel,s,line1!選擇line1最小值（預(yù)應(yīng)力鋼絞線）nsll,s,1!選擇與所選擇的線對(duì)應(yīng)的所有的節(jié)點(diǎn)，即鋼絞線上面的節(jié)點(diǎn)，因?yàn)榫W(wǎng)格數(shù)為

15、50，所以節(jié)點(diǎn)總數(shù)為51cm,cmljnod,node!將鋼絞線節(jié)點(diǎn)編組，其組名為cmljnod *get,max1,node,0,count!選擇鋼絞線 中的節(jié)點(diǎn)單元數(shù)目，將其賦給變量max1，此變量可以作為*do循環(huán)的上界來(lái)確定循環(huán)的次數(shù) *dim,ojd,max1!定義數(shù)組序列。數(shù)組名為ojd，max1為行的范圍 *dim,jd,max1!定義數(shù)組序列。數(shù)組名為jd，max1為行的范圍 *get,nod1,node,0,num,min!選擇集 中最小的節(jié)點(diǎn)號(hào)，賦給變量nod1，作為*do循環(huán)的上界*SET,ojd(1),nod1!將nod1的值賦給ojd(1)*do,i,2,max1!d

16、o循環(huán)，從2到max1*SET,ojd(i),ndnext(ojd(i-1)!將ndnext(ojd(i-1)賦給ojd(i) *enddo!結(jié)束循環(huán)allsel,all!選擇所有nsel,all!選擇所有節(jié)點(diǎn)cmsel,u,cmljnod!不選擇cmljnod，即鋼絞線對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)*do,i,1,max1!i從1循環(huán)開(kāi)始到max1*SET,nod1,ojd(i)!將ojd(i)賦給nod1*SET,j,nnear(nod1)!將nnear(nod1)賦給j，是指ojdi鄰近的節(jié)點(diǎn)嗎？nnear()是一個(gè)函數(shù)，表示選擇最近的節(jié)點(diǎn)。*SET,jd(i),j!將j賦給jd(i)*enddo!結(jié)束循環(huán)nsel,all!選擇所有節(jié)點(diǎn)*SET,ji,1!將1賦給ji*do,i,1,max1!i從1到max1cp,ji,ux,ojd(i),jd(i)!定義耦合自由度，ji只是隨機(jī)設(shè)置的耦合編號(hào)。ux為耦合節(jié)點(diǎn)的x方向的位移。cp,ji+1,uy,ojd(i),jd(i)cp,ji+2,uz,ojd(i),jd(i)*SET,ji,ji+3!ji+3賦給ji*enddo!結(jié)束循環(huán)allsel,all!選擇所有單元*SET,ji,!將所有的參數(shù)刪除（第三項(xiàng)value為空格時(shí)標(biāo)識(shí)刪除） *SET,i,*SET,ma