ABAQUS時程分析法計(jì)算地震反應(yīng)的簡單實(shí)例

1、ABAQUS時程分析法計(jì)算地震反應(yīng)的簡單實(shí)例ABAQUS時程分析法計(jì)算地震反應(yīng)的簡單實(shí)例（在原反應(yīng)譜模型上修改） 問題描述： 懸臂柱高12m，工字型截面（圖1），密度7800kg/m3，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類場地，卓越周期Tg=0.45s。    圖1 計(jì)算對象 第一部分：反應(yīng)譜法 幾點(diǎn)說明： l 本例建模過程使用CAE； l 添加反應(yīng)譜必須在inp中加關(guān)鍵詞實(shí)現(xiàn)，CAE不支持反應(yīng)譜； l

2、 *Spectrum不可以在keyword editor中添加，keyword editor不支持此關(guān)鍵詞讀入。 l ABAQUS的反應(yīng)譜法計(jì)算過程以及后處理要比ANSYS方便的多。 操作過程為： （1）打開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。continue（3） 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，create material，name：steel

3、，general->>density，mass density：7800mechanical->>elasticity->>elastic，youngs modulus：2.1e11，poissons ratio：0.3. （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steel。Ok 

4、 （6） Assign section，選擇全部，done，彈出的對話框選擇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

5、。create，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

6、法，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（0，0，1），scale factor：1.進(jìn)入dampin

7、g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)，done，勾選u1ur3所有6個自由度。Ok。 （13）進(jìn)入mesh模塊，object選擇par

8、t，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工作目錄，使用UltraEdit軟件（或其他類似軟件）打開demo-spc.inp，*Boundary關(guān)鍵詞的后面加如下根據(jù)問題敘述確定的反應(yīng)譜： *Spectrum,

9、type=acceleration,name=sp 0.1543,0.167,0 0.1915,0.25,0 0.2102,0.333,0 0.2241,0.444,0 0.25,0.5,0 0.3295,0.667,0 0.4843,1,0 0.5987,1.25,0 0.7868,1.667,0 1.0342,2.222,0 1.0342,10,0 0.3528,10000,0 第一列為加速度，第二列為頻率，第三列為阻尼比。               

10、;                                                  

11、;        圖2 保存。 （16）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

12、ansys結(jié)果3.1611cm基本一致?？梢圆榭垂ぷ髂夸浵碌膕pc.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)果作為動態(tài)分析的初始狀態(tài)，time period 設(shè)置為1e-10（很短時間）。建立step2（dynamic implicit），進(jìn)行動力時程分析time period 設(shè)置為20（施加的加速度記錄共20s，間隔0.02s），type：automatic，最大增量數(shù)量設(shè)置為2000步，將初始時間增量設(shè)置為0.02，最小增量設(shè)置為

13、1e-15，最大增量設(shè)置為0.02，half-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？還沒弄清楚！請大家賜教?。Ａ硗?，將非線性開關(guān)打開：在Step Manager對話框中點(diǎn)擊Nlgeom（3） 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di

14、splacement里面選擇U。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propagate

15、d改為inactive（點(diǎn)擊deactivate）create一個新的邊界條件（在step2），取消z向位移約束（以在該方向施加加速度）再create一個邊界條件（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)制時間和加速度至date數(shù)據(jù)欄中（加速度時程按規(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->history outp