安庆长江铁路大桥ANSYSAPDL建模
ansysAPDL编程
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第三章利用参数错误!未定义书签。
参数错误!未定义书签。
参数命名规那么错误!未定义书签。
从*STATUS命令中隐藏参数错误!未定义书签。
概念参数错误!未定义书签。
在运行进程中给参数赋值错误!未定义书签。
在启动时给参数赋值错误!未定义书签。
赋ANSYS提供的值给参数错误!未定义书签。
*GET命令的用法错误!未定义书签。
内嵌获取函数的用法错误!未定义书签。
排列显示参数错误!未定义书签。
删除参数错误!未定义书签。
字符参数的用法错误!未定义书签。
数字参数值的置换错误!未定义书签。
避免置换错误!未定义书签。
字符参数值的置换错误!未定义书签。
强制置换错误!未定义书签。
字符参数有效的其它地址错误!未定义书签。
字符参数的限制错误!未定义书签。
数字或字符参数的动态置换错误!未定义书签。
参数公式错误!未定义书签。
带参数的函数错误!未定义书签。
保留、恢复、写参数错误!未定义书签。
数组参数错误!未定义书签。
数组的基础知识错误!未定义书签。
数组参数例如错误!未定义书签。
TABLE类型数组参数错误!未定义书签。
概念和列表显示数组参数错误!未定义书签。
给数组元素赋值错误!未定义书签。
给单独的数组元素赋值错误!未定义书签。
填凑数组向量错误!未定义书签。
交互式编辑数组错误!未定义书签。
利用*VREAD命令用数据文件填凑数组错误!未定义书签。
利用* TREAD命令用数据文件填充TABLE类型数组错误!未定义书签。
插入值错误!未定义书签。
把获取值存入数组参数或恢复数组参数值错误!未定义书签。
列出数组参数错误!未定义书签。
写数据文件错误!未定义书签。
数据格式描述符错误!未定义书签。
对数组参数的运算错误!未定义书签。
对向量的运算错误!未定义书签。
矩阵运算错误!未定义书签。
用于向量和矩阵运算的命令错误!未定义书签。
ANSYS_APDL
驱动 ANSYS 命令 / 菜单函数
菜单项函数
*ABBR, ANSYSWEB, Fnc_HomePage
*ABBR, POWRGRPH, Fnc_/GRAPHICS
*ABBR, QUIT , Fnc_/EXIT
*ABBR, RESUM_DB, RESUME
*ABBR, SAVE_DB , SAVE
R1= 或 *SET,R1, R1=‘’ 或 *SET,R1,’’
APDL技术培训
参数相关操作——字符参数
1. 字符参数用法
2. 字符参数的限制 3. 强制替换/动态置换 4. 数学表达式 5. 数学函数
APDL技术培训
参数相关操作——字符参数用法
使用： – 文件名和扩展名变量（最多8个字符） – 未知的命令名
APDL技术培训
2. APDL专题内容
• 参数
• 参数表达式 • 参数函数
• Toolbar（工具条）
• 读取数据库数据 • 查询数据库数据
• 矢量/矩阵运算
• 流程控制
• 读写数据文件
• ANSYS命令
• 宏及其加密
• GUI（用户界面）
• 应用技巧
APDL技术培训
APDL建模实例
利用APDL实现壳单元的变厚度及复杂三维实体建模
• 不能使用ANSYS标识字（Label）
参数相关操作—— Scalar参数的定义
1. 命令 *SET 定义
2. 赋值号‚=‛定义 3. GUI菜单定义
Utility Menu > Parameters > Scalar Parameters
4. 启动时驱动命令定义 5. 提取ANSYS数据库数据赋值定义
ANSYS二次开发在桥上无缝线路中的应用_张迅
连续梁下固定墩取不同纵向水平线 刚度时 , 钢轨 制动力 、 连续 梁下 墩制 动力 及梁 轨相 对 位移 见表 1。 连续梁下固定墩顶纵向水平线刚度对最大钢 轨制动压
力 、 拉力 , 以 及 最 大 梁 轨 相 对 位 移 的 影 响 见 图 3、 图 4。
表 1 不同墩顶纵向水平线刚度时制动力计算结果表
· 118·
路基工程 2009年第 4期 (总第 145期 )
ANSYS二次开发在桥上无缝线路中的应用
张 迅 斯郎拥宗 李小珍
(西南交通大学土木工程学院 四川成都 610031)
摘 要 利用大型通用有限元 软件 ANSYS进 行二次 开发 , 采用 APDL语 言编 制了桥 上无 缝线路 纵向附加力计算程序 ALFCWR, 建立线 -桥 -墩 -基础一体化计算模型 , 对无缝线路纵向力的计算方 法提供一种新的思路 。结合工程实际 , 以客货共线铁路常见 的 40 m+64 m+40 m有 碴轨道连 续梁为 例 , 分析了在列车制动力作用下 , 桥 墩纵向 水平线刚 度对钢 轨 、 墩 (台 )纵 向力 及梁轨 相对 位移的 影响规律 。
有限元模型采用的单元类型 , 主梁 、 桥 墩以及钢 轨 :Beam54梁单元 ;道床 :钢轨与 两端路基 的连接 、 钢轨 与桥 梁 的连 接 , Combin39 非 线性 弹 簧单 元 ;基 础 :Combin14弹簧单元 。
1 有限元模拟 1.1 伸缩力
伸缩附加力计算只需分别给桥梁和钢轨 单元施加 温度荷载即可 。参考 《新建铁路桥上无缝线路设计暂 行规定 》[ 3] (以下简 称 “ 《暂 规 》” ), 有碴 轨道 混凝 土 梁 :15 ℃;无 碴 轨 道 混 凝 土 梁 : 20 ℃;钢 梁 : 25 ℃。 1.2 挠曲力
ANSYS-APDL的实例学习
10.1有限元模型的建立/TITLE，3D analysis on shield tunnel in Metro ! 确定分析标题/NOPR !菜单过滤设置/PMETH，OFF，0KEYW，PR_SET，1KEYW，PR_STRUC，1 !保留结构分析部分菜单/COM，/COM，Preferences for GUI filtering have been set to display:/COM，Structural1．材料、实常数和单元类型定义/clear !更新数据库/prep7 !进入前处理器et,1,solid45 !设置单元类型et,2,mesh200,6save !保持数据（2）定义模型中的材料参数。
!土体材料参数mp,ex,1,3.94e6 !地表层土弹性模量mp,prxy,1,0.35 !地表层土泊松比mp,dens,1,1828 !地表层土密度mp,ex,2,20.6e6 !盾构隧道所在地层参数mp,prxy,2,0.30mp,dens,2,2160mp,ex,3,500e6 !基岩地层参数mp,prxy,3,0.33mp,dens,3,2160!管片材料参数，管片衬砌按各向同性计算mp,ex,4,27.6e9 !管片衬砌弹性模量mp,prxy,4,0.2 !管片衬砌泊松比mp,dens,4,2500 !管片衬砌密度!注浆层，参数按水泥土取值mp,ex,5,1e9 !注浆层弹性模量mp,prxy,5,0.2 !注浆层泊松比mp,dens,5,2100 !注浆层密度save !保持数据第1章大型有限元软件ANSYS简介2 2．建立平面内模型并划分单元（1）在隧道中心线定义局部坐标，便于后来的实体选取。
local,11,0,0,0,0 !局部笛卡儿坐标local,12,1,0,0,0 !局部极坐标csys,11 !将当前坐标转换为局部坐标wpcsys,-1 !同时将工作平面转换到局坐标cyl4,,,,,2.7,90 !画部分圆半径为2.7cyl4,0,0,2.7,0,3,90 !画管片层部分圆cyl4,0,0,3,0,3.2,90 !画注浆层部分圆rectng,0,4.5,0,4.5 !画外边界矩形aovlap,all !做面递加nummrg,all !合并所有元素numcmp,all !压缩所有元素编号rectng,4.5,31.5,0,4.5 !画矩形面nummrg,all !合并所有元素numcmp,all !压缩所有元素编号save !保持数据（2）划分单元，如图10-1所示。
ANSYS APDL命令流详解-7几何建模技巧
该命令执行后，其后所有要生成的文件都会以新的文件名命
名。工作文件名不能为中文，可以为数字、字母及特殊符号等
组成；一旦不接受所给出的工作文件名，ANSYS会直接采用缺 省工作文件名。
⑺ 恢复数据库
GUI：Utility Menu>File>Resume from GUI： Utility Menu>File>Resume Jobname.db 命令：RESUME, Fname, Ext, --, NOPAR, KNOPLOT Fname和Ext同上。 NOPAR---参数恢复控制。如为0（缺省），包括标量参数在 内，所有在当前数据库中的数据都会被文件“Fname.Ext”中 的 数据代替，当Fname和Ext为空时，则为“缺省文件.DB”。 如为 1，除标量参数外，其它所有在当前数据库中的数据都 会被文 件“Fname.Ext”中的数据代替，当有数组参数时应避免使用此 选项，因为会用任意值赋给数组参数。 KNOPLOT---自动显示控制参数，如为1则不自动显示。
⑹ 保存数据库 GUI：Utility Menu>File>Save as GUI：Utility Menu>File>Save as Jobname.db 命令：SAVE, Fname, Ext, --, Slab Fname,Ext---Fname数据库路径和文件名，最多可用248个字
符。缺省时，路径为当前工作目录，文件名为 当前工作文件名。Ext为扩展名，可用8个字符， 缺省为“DB”。 Slab---保存方式参数。如为ALL（缺省），保存模型数据、求 解数据和后处理数据；如为MODEL则仅保存模型数据
桥梁结构ANSYS建模原则及常见问题
桥梁结构 ANSYS 建模原则及常见问题
王东绪，周昱，王士刚，李永乐
西南交通大学桥梁工程系李永乐研学团队 二 O 一SYS 模拟方法及原则 ................................. 1
1.1 模拟方法.......................................................... 1 1.1.1 梁格法 ...................................................... 1 1.1.2 实体元法和板壳元法 ......................................... 1 1.1.3 空间梁单元 ................................................. 1 1.2 各种构件模拟...................................................... 2 1.2.1 主梁模拟原则 ............................................... 2 1.2.2 刚臂问题. ................................................... 3 1.2.3 质量及质量惯性矩 ............................................ 3 1.2.4 索结构模拟 ................................................. 4 1.2.5 常用单元特性 ............................................... 4 1.3 命令流编写注意事项................................................ 5
安庆长江铁路大桥ANSYS建模命令流
桥址概况安庆长江铁路大桥是南京至安庆城际铁路和阜阳至景德镇铁路的重要组成部分，位于安庆前江口汇合口处下游官山咀附近，距上游已建成通车的安庆长江公路大桥约21km；线路在池州侧晏塘镇靠近长江的刘村附近右拐过江，过江后从安庆的长风镇穿过。
安庆铁路长江大桥全长2996.8m，其中主桥采用跨度为101.5+188.5+580+217.5+159.5+116m 的钢桁梁斜拉桥；非通航孔正桥采用6孔跨径64m预应力混凝土简支箱梁；东引桥采用16孔梁长32.6m预应力混凝土简支箱梁；跨大堤桥采用48.9+86+48.8m预应力混凝土连续箱梁；西引桥采用15孔梁长32.6m预应力混凝土简支梁及2孔梁长24.6m预应力混凝土简支梁，其中宁安线采用箱梁，阜景线采用T梁。
主桥桥式及桥型特点主桥采用103+188.5+580+217.5+159.5+117.5m两塔钢桁斜拉桥方案，全长1366m。
主梁为三片主桁钢桁梁，桁间距2x14m，节间长14.5m，桁高15m。
主塔为钢筋混凝土结构，塔顶高程+204.00m，塔底高程-6.00m，斜拉索为空间三索面，立面上每塔两侧共18对索，全桥216根斜拉索。
所有桥墩上均设竖向和横向约束，4#塔与主梁之间设纵向水平约束，3#塔与梁间使用带限位功能的粘滞阻尼器。
主梁为”N”字型桁式，横向采用三片桁结构，主桁的横向中心距各为14m，桁高15m，节间距14.5m[2]。
结构构造主桥采用两塔钢桁斜拉桥方案，主梁为三片主桁钢桁梁，主桁上下弦杆均为箱型截面，上弦杆内高1000mm，内宽1200mm，板厚20～48mm。
下弦杆内高1400mm，宽1200mm，板厚20～56mm。
下弦杆顶板向桁内侧加宽700mm与整体桥面板焊接。
腹杆主要采用H型截面。
H型杆件宽1200mm，高720和760mm，板厚20～48mm。
根据不同的受力区段选用不同的杆件截面，在辅助墩附近的压重区梁段，腹杆采用箱型截面杆件。
ANSYS APDL命令流详解-1前言
2 Ux,Uy,
2+1 Uz Rotx, Roty,
2+1 Rotz
EPCSDF GB
EDGB
EDGB EPCS DGB
EDGB
具有塑性等功能
不 对 称 截 面 ，可 偏 移中心轴 拉压弯扭，常用3D 梁元
拉压弯及圣文南扭转； 开口或闭口截面
拉压弯扭，不对称截面， 可偏移中心轴，可释放节 点自由度，可采用梁截面
1.1ANSYS功能与软件结构
1.1.2 软件分析功能
结构分析、热分析、流体分析、电磁场分析、耦合场分析等。
结构分析有七种类型，功能如下： ⑴静力分析：用于求解静力载荷作用下结构的静态行为， 可以考虑结构的线性和非线性特性。非线性特性如大变 形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹、蠕变等。 ⑵特征屈曲分析：用于计算线性屈曲荷载和屈曲模态。 非线性屈曲分析和循环对称屈曲分析属于静力分析类型， 不属于特征值屈曲分析类型。 ⑶模态分析：计算线性结构的固有频率和振型，可采用 多种模态提取方法。可计算自然模态、预应力模态、阻 尼复模态、循环模态等。
1.1ANSYS功能与软件结构
1.1.5 输入方式
命 令 流 方 式 是 融 GUI 方 式 、 APDL、UPFs、UIDL、 MAC，甚至TCL/TK于一个文本文件中，可通过/input 命令（或Utility Menu>File>Read Input From…）读入 并执行，也可通过拷贝该文件的内容粘贴到命令行中 执行。命令流方式可包含上述多种方式，例如仅仅将 命令罗列起来相当于命令方式，这对于初学者而言可 能更容易接受。 命令流方式的主要优点有： ①修改简单：不必考虑因操作错误造成模型的重大损 失，也不必考虑DB文件的重要性而不断保存；可以随 时修改参数进而改变几何模型和有限元模型等，一切 都变得那么简单和方便。
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桥址概况
安庆长江铁路大桥是南京至安庆城际铁路和阜阳至景德镇铁路的重要组成部分，位于安庆前江口汇合口处下游官山咀附近，距上游已建成通车的安庆长江公路大桥约21km；线路在池州侧晏塘镇靠近长江的刘村附近右拐过江，过江后从安庆的长风镇穿过。
安庆铁路长江大桥全长2996.8m，其中主桥采用跨度为101.5+188.5+580+217.5+159.5+116m 的钢桁梁斜拉桥；非通航孔正桥采用6孔跨径64m预应力混凝土简支箱梁；东引桥采用16孔梁长32.6m预应力混凝土简支箱梁；跨大堤桥采用48.9+86+48.8m预应力混凝土连续箱梁；西引桥采用15孔梁长32.6m预应力混凝土简支梁及2孔梁长24.6m预应力混凝土简支梁，其中宁安线采用箱梁，阜景线采用T梁。
主桥桥式及桥型特点
主桥采用103+188.5+580+217.5+159.5+117.5m两塔钢桁斜拉桥方案，全长1366m。
主梁为三片主桁钢桁梁，桁间距2x14m，节间长14.5m，桁高15m。
主塔为钢筋混凝土结构，塔顶高程+204.00m，塔底高程-6.00m，斜拉索为空间三索面，立面上每塔两侧共18对索，全桥216根斜拉索。
所有桥墩上均设竖向和横向约束，4#塔与主梁之间设纵向水平约束，3#塔与梁间使用带限位功能的粘滞阻尼器。
主梁为”N”字型桁式，横向采用三片桁结构，主桁的横向中心距各为14m，桁高15m，节间距14.5m[2]。
结构构造
主桥采用两塔钢桁斜拉桥方案，主梁为三片主桁钢桁梁，主桁上下弦杆均为箱型截面，上弦杆内高1000mm，内宽1200mm，板厚20～48mm。
下弦杆内高1400mm，宽1200mm，板厚20～56mm。
下弦杆顶板向桁内侧加宽700mm与整体桥面板焊接。
腹杆主要采用H型截面。
H型杆件宽1200mm，高720和760mm，板厚20～48mm。
根据不同的受力区段选用不同的杆件截面，在辅助墩附近的压重区梁段，腹杆采用箱型截面杆件。
主桁采用焊接杆件，整体节点。
在节点外以高强度螺栓拼接的结构形式，上下弦杆四面等强对接拼装。
H 型腹杆采用插入式连接。
箱型腹杆采用四面与主桁节点对拼的连接形式。
主桁拼接采用M30高强螺栓。
项目进展
2005年元月，安庆长江铁路大桥项目前期工作协调领导小组办公室委托铁道第四勘察设计院编制《安徽省铁路总体规划安庆过江通道深化研究及大桥选址报告》，随后铁四院专家组来宜现场勘察，采集相关资料，并于2月份完成该报告。
2005年8月，安徽省发改委主持召开“安庆长江铁路大桥桥位专家咨询会”，邀请中国工程院院士陈新等知名专家对大桥桥位进行咨询研究，并对选址报告进行评审。
2005年10月，经省部协商，铁道部将沿江城际铁路及安庆长江铁路大桥项目补列入国家“十一五”规划，并向铁四院下达前期工作任务书。
2005年12月，铁道部主持召开了宁安城际铁路及安庆长江铁路大桥项目预可研报告审查会。
2006年元月，宁安城际铁路及安庆长江铁路大桥项目列入国家“十一五”规划。
2006年7月5日，安庆长江铁路大桥设计竞标工作会议在北京举行，经研究、审核、竞标，铁四院与中铁大桥院联合体中标。
2006年9月，中铁大桥院和铁四院正式启动工程可行性研究报告的编制程序,同时编制了桥梁建设对长江航道的影响书,河势分析,桥位所在枯、中水流影响、流速及航迹图。
2006年10月9日，安庆市与铁四院、中铁大桥院联合举行了宁安城际铁路及安庆长江
铁路大桥工可勘察开钻仪式;10月份武汉水文站和中铁大桥院近100人的设计、水文、勘测、物探等四个工作组进入安庆进行实地勘测。
2009年3月20日，安庆长江铁路大桥开工建设
表1.2 安庆长江大桥主要工程数量表
项目材料规格单位数量备注
混
凝
土
主塔C50m351200
塔座C40m37920
预应力钢筋钢绞线T398f pk=1860MPa
粗钢筋T380f pk=930MPa 普通钢筋Hrb335T11270
钢料索导管20号热轧无缝T90
垫板Q235B T70
检查设施Q235B T187
劲性骨架Q235B T1280
锚具群锚15-19套840
JL-32粗钢筋锚具套11160
波纹管100mm M18162
45mm M57100
金属扩张网GM50075型M21550
表 2.1 设计构件节点和单元数
全桥节点数169403
全桥单元数294602
主桁单元数176680
桥面板单元数117499
斜拉索单元数216
桥塔单元数207
表 2.2安庆长江铁路大桥模型主要参数列表
材料弹性模量(Pa)泊松比密度(kg/m3)结构构件Q370qD钢 2.1e110.37850上弦杆、腹杆Q420qD钢 2.1e110.37850下弦杆
C50混凝土 3.5e70.162500主塔
C40混凝土 3.5e70.162500塔座
斜拉索 2.1e110.37850斜拉索
表2.3 模型实常数
结构部分实常数截面性质
/nerr,0
!将参数读入数据库
finish
/clear
/PREP7
!单元类型编号
et,1,beam44
et,2,shell63
et,3,link8
!材料类型编号Q420/Q370/拉索-1，混凝土C40/C50-2，刚臂-3 mp,ex,1,2.1e11
mp,prxy,1,0.3
mp,dens,1,7850
mp,alpx,1,1e-5
mp,ex,2,3.5e7
mp,prxy,2,0.16
mp,dens,2,2500
mp,alpx,2,1e-5
mp,ex,3,1e15
mp,prxy,3,1
mp,dens,3,0
mp,alpx,3,0
!读取自定义截面并编号
*dim,name,char,24
name(1)='Sec_1a'
name(2)='Sec_2a'
name(3)='Sec_3a'
name(4)='Sec_4a'
name(5)='Sec_5a'
name(6)='Sec_6a'
name(7)='Sec_7a'
name(8)='Sec_1'
name(9)='Sec_2'
name(10)='Sec_3'
name(11)='Sec_4'
name(12)='Sec_5'
name(13)='Sec_6'
name(14)='Sec_7'
name(15)='Sec_8'
name(16)='Sec_9'
name(17)='Sec_10'
name(18)='Sec_11'
name(19)='Sec_12'
name(20)='Sec_13'
name(21)='Sec_14'
name(22)='Sec_15'
name(23)='Sec_16'
name(24)='Sec_x2'
*do,i,1,24,1
sectype,i,beam,mesh, secread,name(i),,,mesh
*enddo
!将ta_sec参数读入数据库!读取自定义截面并编号*dim,name2,char,15 name2(1)='ta_1'
name2(2)='ta_2'
name2(3)='ta_3'
name2(4)='ta_4'
name2(5)='ta_5'
name2(6)='ta_6'
name2(7)='ta_7'
name2(8)='ta_8'
name2(9)='ta_9'
name2(10)='ta_10'
name2(11)='ta_11'
name2(12)='ta_12'
name2(13)='ta_13'
name2(14)='ta_14'。