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【引用】隔震支座在ANSYS中的实现方法  

2012-05-07 15:26:10|  分类: ANSYS及其他软件 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自weixianfeng1986《隔震支座在ANSYS中的实现方法》
隔震支座的ANSYS有限元模型

      在ANSYS中,没有现成的隔震支座单元。然而隔震支座的力学模型可以简化为由水平两方向的非线性弹簧、粘滞阻尼器以及竖向的线性弹簧所组成,并且ANSYS提供了一系列的弹簧阻尼等连接单元。这样,我们可以用若干单元相组合的方式来实现隔震支座的模拟。

      竖向刚度的模拟采用combin14单元。在两个水平方向采用combin40单元,该单元可以引入双线性的强化模型、粘滞阻尼的影响。
  
combin40力学原理图            隔震垫单元图

      隔震垫水平方向基本参数主要有:Ku(屈服前刚度)、Kd(屈服后刚度)、Qd(屈服力)、阻尼比。 而combin40单元的实常数主要有:K1,K2,C,FSLIDE,GAP。由combin40力学原理图,可以得到这些实常数的选取方法:K2=Kd,K1=Ku-Kd,FSLIDE=Qd,GAP=0,C为阻尼系数。
      这样,一个隔震支座由三个单元所组成,combin40(X方向)、combin40(Y方向)、combin14(Z方向),三单元不相交的各自节点约束所有自由度,交点处节点约束转动自由度(基底隔震垫),若设为层间隔震垫(如照片中的一层顶隔震),则耦合combin14两端的转动自由度(其中一端的节点与下部结构共享)。

隔震与非隔震结构顶部加速度时程曲线对比(全球通厦)

      
      用全球通大厦的数值模型加上隔震支座进行试算。由时程对比图可以看出,隔震后(褐色)的顶层加速度时程比未隔震(浅蓝色)时不仅振动频率降了下来,振幅也小了很多,起到了隔震减振的效果。

      隔震支座由不同单元相组合而成,建模时也会有很大的困难。因此,专门编写了生成隔震支座命令流及快捷按钮,在设定好单元及实常数之后,点击按钮,就可以弹出选择节点拾取框,选中欲布置隔震支座的节点后,程序自动在每节点周围生成相应的节点及单元,并施加相应的约束,大大减轻了隔震设计试算中,需频繁改动隔震支座参数与放置所带来的建模负担。
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