Ansys_谱分析实例(地震位移谱分析)

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ANSYS_地震分析算例

ANSYS_地震分析算例地震是指地球上因地壳运动而产生的震动现象。

在地震发生后，建筑物的结构稳定性和抗震性能至关重要，因为地震可以对建筑物造成严重破坏。

因此，在建设和设计建筑物时，地震分析变得非常重要。

在此我将介绍一种用ANSYS进行地震分析的算例。

在地震分析中，我们首先需要建立一个合适的模型。

在这个算例中，我们将使用ANSYS提供的有限元分析方法。

首先，我们需要创建一个建筑物的三维模型。

在建筑物的模型中，我们需要包括所有的结构细节，例如建筑物的基础、柱子、梁和地板等。

我们可以使用ANSYS的几何建模工具来创建这个模型。

接下来，我们需要为建筑物定义材料特性。

建筑物的材料特性会对地震分析的结果产生重要影响。

例如，不同种类的混凝土、钢铁和木材等材料在地震作用下的响应是不同的。

我们需要使用ANSYS的材料库来定义这些材料的特性。

完成模型和材料定义后，我们需要定义地震荷载。

地震荷载是指地震发生时作用在建筑结构上的力量。

地震荷载可以根据地震的震级和地震波的性质来确定。

我们可以使用ANSYS的预处理工具来定义这些地震荷载。

接下来，我们需要定义边界条件。

边界条件是指建筑物与外部环境之间的约束关系。

例如，建筑物的基础是固定的，地震发生时不能移动。

我们需要使用ANSYS的加载工具来定义这些边界条件。

完成了模型、材料、地震荷载和边界条件的定义后，我们可以进行地震分析。

地震分析是指通过模拟地震发生时结构的动力响应来评估建筑物的抗震性能。

在ANSYS中，我们可以使用动力分析工具来进行这个分析。

在地震分析过程中，我们可以观察到各个部位的应力和位移等响应。

这些响应可以帮助我们评估建筑物的破坏机制和结构的安全性能。

例如，我们可以观察到柱子是否出现弯曲、梁是否发生裂缝等。

根据地震分析的结果，我们可以对建筑物的设计和结构进行优化。

例如，我们可以调整柱子和梁的尺寸、材质和布置方式，以提高建筑物的抗震能力。

综上所述，通过ANSYS进行地震分析可以帮助我们评估和优化建筑物的抗震性能。

ANSYS地震反应谱分析实例

ANSYS地震反应谱分析实例/COM,ANSYS地震反应谱分析⽰例/PREP7!定义参数B=15 !基本尺⼨A1=1000 !第⼀个⾯积A2=1000 !第⼆个⾯积A3=1000 !第三个⾯积NMODE=10!定义截⾯ET,1,BEAM4 !⼆维杆单元R,1,0.25,0.0052,0.0052,0.5,0.5!定义材料特性MP,EX,1,2.0E11MP,PRXY,1,,0.3MP,DENS,1,7.8E3!定义节点N,1,-B,0,0N,2,0,0,0N,3,-B,0,BN,4,0,0,BN,5,-B,0,2*BN,6,0,0,2*BN,7,-B,0,3*BN,8,0,0,3*B!定义单元E,1,3E,2,4E,3,5E,4,6E,3,4E,5,6E,5,7E,6,8E,7,8!边界条件D,1,ALL,0,,2FINISH!静⼒分析/SOLUD,1,ALL,0,,2SFBEAM,1,1,PRES,100000,SFBEAM,3,1,PRES,100000,SFBEAM,7,1,PRES,100000,SOLVEFINISHALLSEL!模态分析/SOLUANTYPE,2MODOPT,SUBSP,10 !⼦空间法MXPAND,10, , ,1SOLVE!存储各模态频率*DIM,FRE,,NMODE*DO,I,1,NMODE*GET,FRE(I),MODE,I,FREQ ! OBTAIN MODE FREQENCY FOR MODE I *ENDDOFINISHALLSEL!计算反应谱数据（依据规范GB50011-2001 第5.1.5条）!地震影响系数GRAV=9.81!重⼒加速度GTG=0.35 !特性周期AMAX=0.08!⽔平地震影响系数最⼤值C=0.05 !阻尼⽐!*DIM,A,,NMODE*DIM,T,,NMODE*DO,I,1,NMODET(I)=1.0/FRE(I)*ENDDOR=0.9+(0.05-C)/(0.5+5.0*C)P1=0.02+(0.05-C)/8P2=1+(0.05-C)/(0.06+1.7*C)*DO,I,1,NMODE*IF,T(I),GE,0.0,AND,T(I),LT,0.1,THENA(I)=(0.45+(10.0*P2-4.5)*T(I))*AMAX*GRAV*ELSEIF,T(I),GE,0.1,AND,T(I),LE,TGA(I)=P2*AMAX*GRAV*ELSEIF,T(I),GT,TG,AND,T(I),LE,5*TGA(I)=(TG/T(I))**R*P2*AMAX*GRAV*ELSEA(I)=(P2*0.2**R-P1*(T(I)-5*TG))*AMAX*GRAV*ENDIF*ENDDO!反应谱分析/SOLUANTYPE,SPECTRSPOPT,SPRS ! 单点反应谱SED,1,, ! 反应⽅向为X轴SVTYP,2 ! 加速度谱! 反应谱数据FREQ,FRE(1),FRE(2),FRE(3),FRE(4),FRE(5),FRE(6),FRE(7),FRE(8),FRE(9) FREQ,FRE(10)SV,,A(1),A(2),A(3),A(4),A(5),A(6),A(7),A(8),A(9)SV,,A(10)SRSS,0.0,DISP ! 设置震形组合⽅式SOLVEFINISH/POST1SET,LIST/INPUT,,MCOM!计算反应谱⼯况!***************查看反应谱结果******************ALLSEL,ALLFINISH。

ANSYS地震反应谱SRSS分析精品文档11页

ANSYS地震反应谱SRSS分析我在ANSYS中作地震分解反应谱分析，一次X方向，一次Y方向，他们要求是独立互不干扰的，可是采用直进行一次模态分析的话，他生成的*.mcom文件好像是包含了前面的计算结果，命令流如下：!进入PREP7并建模/PREP7B=15 !基本尺寸A1=1000 !第一个面积A2=1000 !第二个面积A3=1000 !第三个面积ET,1,beam4 !二维杆单元R,1,0.25,0.0052,0.0052,0.5,0.5 !以参数形式的实参MP,EX,1,2.0E11 !杨氏模量mp,PRXY,1,,0.3mp,dens,1,7.8e3N,1,-B,0,0 !定义结点N,2,0,0,0N,3,-B,0,bN,4,0,0,bN,5,-B,0,2*bN,6,0,0,2*bN,7,-B,0,3*bN,8,0,0,3*bE,1,3 !定义单元E,2,4E,3,5E,4,6E,3,4E,5,6e,5,7e,6,8e,7,8D,1,ALL,0,,2FINISH!!进入求解器，定义载荷和求解/SOLUD,1,ALL,0,,2 !结点UX=UY=0sfbeam,1,1,PRES,100000,sfbeam,3,1,PRES,100000,sfbeam,7,1,PRES,100000,SOLVEFINISHallselNMODE=10/SOL!*ANTYPE,2!*MSAVE,0!*MODOPT,LANB,NMODEEQSLV,SPARMXPAND,NMODE , , ,1LUMPM,0PSTRES,0!*MODOPT,LANB,NMODE ,0,0, ,OFFSOLVE*DIM,FRE,,NMODE*DO,I,1,NMODE*GET,FRE(I),MODE,I,FREQ ! OBTAIN MODE FREQENCY FOR MODE I *ENDDOFINISH!地震影响系数grav=9.81tg=0.35amax=0.08c=0.05!*dim,a,,nmode*dim,t,,nmode*do,i,1,nmodet(i)=1.0/fre(i)*enddor=0.9+(0.05-c)/(0.5+5.0*c)p1=0.02+(0.05-c)/8p2=1+(0.05-c)/(0.06+1.7*c)*do,i,1,nmode*if,t(i),ge,0.0,and,t(i),lt,0.1,thena(i)=(0.45+(10.0*p2-4.5)*t(i))*amax*grav*elseif,t(i),ge,0.1,and,t(i),le,tga(i)=p2*amax*grav*elseif,t(i),gt,tg,and,t(i),le,5*tga(i)=(tg/t(i))**r*p2*amax*grav*elsea(i)=(p2*0.2**r-p1*(t(i)-5*tg))*amax*grav*endif*enddo!! X-方向谱分析Spectrum analysis along Global X-axis direction/SOLUANTYPE,SPECTR ! Spectrum analysisSPOPT,SPRS ! Single point spectrumSED,1,, ! Global X-axis as spectrum directionSVTYP,2 ! Seismic acceleration response spectrum! Frequency points and Spectrum values for SV vs. freq. tableFREQ,fre(1),fre(2),fre(3),fre(4),fre(5),fre(6),fre(7),fre(8),fre(9)FREQ,fre(10)SV,,a(1),a(2),a(3),a(4),a(5),a(6),a(7),a(8),a(9)SV,,a(10)FINISH!/SOLU!ANTYPE,MODAL ! Mode-frequency analysis!EXPASS,ON!MXPAND,nmode,,,YES,0.0 ! Expand nmode shapes, calculate element stresses !SOLVE!FINISH/SOLUANTYPE,SPECTRSRSS,0.0,DISP ! Square Root of Sum of Squares Mode combination! with signif=0.0 and displacement solution requested SOLVEFINISH/POST1SET,LIST/INPUT,,mcom!***************EARTHQUAKE X******************ALLSEL,ALLFINISH! Y-方向谱分析Spectrum analysis along Global X-axis direction!!**********************************************!/SOL!!*!ANTYPE,2!!*!MSAVE,0!!*!MODOPT,LANB,NMODE!EQSLV,SPAR!MXPAND,NMODE , , ,1!LUMPM,0!PSTRES,0!!*!MODOPT,LANB,NMODE ,0,0, ,OFF!SOLVE!FINISH!!**********************************************/SOLULSCLEAR,LSOPTANTYPE,SPECTR ! Spectrum analysisSPOPT,SPRS ! Single point spectrumSED,,1, ! Global Y-axis as spectrum directionSVTYP,2 ! Seismic acceleration response spectrumFREQ! Frequency points and Spectrum values for SV vs. freq. tableFREQ,fre(1),fre(2),fre(3),fre(4),fre(5),fre(6),fre(7),fre(8),fre(9)FREQ,fre(10)SV,,a(1),a(2),a(3),a(4),a(5),a(6),a(7),a(8),a(9)SV,,a(10)SOLVEFINISH!/SOLU!ANTYPE,MODAL ! Mode-frequency analysis!EXPASS,ON!MXPAND,nmode,,,YES,0.0 ! Expand nmode shapes, calculate element stresses!SOLVE!FINISH/SOLUANTYPE,SPECTRSRSS,0.0,DISP ! Square Root of Sum of Squares Mode combination! with signif=0.0 and displacement solution requestedSOLVEFINISH/POST1SET,LIST/INPUT,,mcom!***************EARTHQUAKE Y******************ALLSEL,ALLFINISH这里在进行X方向的反应谱分析以后，进行Y方向的分析，可是他生成的*.mcom文件如下：/COM,ANSYS RELEASE 8.0 UP20190930 09:28:42 07/23/2019/COM, truss.mcomLCOPER,ZEROLCDEFI,1, 1, 1LCFACT,1, 0.263825E-17LCASE,1LCOPER,SQUARELCDEFI,1, 1, 2LCFACT,1, 8.55778LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 3LCFACT,1, -0.188669E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 4LCFACT,1, -0.871099E-15LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 5LCFACT,1, -0.757013LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 6LCFACT,1, 0.967307E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 7LCFACT,1, 0.533141E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 8LCFACT,1, -0.203699LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 9LCFACT,1, 0.445795E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 10LCFACT,1, -0.387808E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCOPER,SQRT/COM,ANSYS RELEASE 8.0 UP20190930 09:28:42 07/23/2019/COM, truss.mcomLCOPER,SQUARE !注意这里没有清空数据库LCDEFI,1, 1, 1LCFACT,1, 50.7528LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 2LCFACT,1, 0.887017E-14LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 3LCFACT,1, 0.612824E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 4LCFACT,1, -1.96484LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 5LCFACT,1, -0.331613E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 6LCFACT,1, 0.330459E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 7LCFACT,1, 0.366569LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 8LCFACT,1, -0.976991E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 9LCFACT,1, 0.417313E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 10LCFACT,1, 0.401040E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCOPER,SQRT我感觉这样好像是X和Y两个方向地震的叠加，可是如果在座Y方向的地震以前把注释掉的模态分析在做一下这样的Y方向的地震的*.mcom就是：/COM, truss.mcomLCOPER,ZERO !注意这里清空数据库LCDEFI,1, 1, 1LCFACT,1, 50.7528LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 2LCFACT,1, 0.887017E-14LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 3LCFACT,1, 0.612824E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 4LCFACT,1, -1.96484LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 5LCFACT,1, -0.331613E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 6LCFACT,1, 0.330459E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 7LCFACT,1, 0.366569LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 8LCFACT,1, -0.976991E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 9LCFACT,1, 0.417313E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 10LCFACT,1, 0.401040E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCOPER,SQRT如果在X方向后不作Y方向的地震，他的*.mcom：/COM,ANSYS RELEASE 8.0 UP20190930 08:46:23 07/23/2019 /COM, truss.mcomLCOPER,ZEROLCDEFI,1, 1, 1LCFACT,1, 0.263825E-17LCASE,1LCOPER,SQUARELCDEFI,1, 1, 2LCFACT,1, 8.55778LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 3LCFACT,1, -0.188669E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 4LCFACT,1, -0.871099E-15LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 5LCFACT,1, -0.757013LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 6LCFACT,1, 0.967307E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 7LCFACT,1, 0.533141E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 8LCFACT,1, -0.203699LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 9LCFACT,1, 0.445795E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCDEFI,1, 1, 10LCFACT,1, -0.387808E-13LCOPER,ADD,1,MULT,1LCOPER,SQRT可是在X后作Y他不清空数据库，需要进行两次模态分析，这很耗时间对于大型结构，请大家讨论讨论如何处理呢？Re:讨论：ANSYS地震反应谱SRSS分析本人是学土木工程的，平时主要用Patran+Nastran对结构做线性分析，偶尔使用Ansys对结构做地震反应谱分析，但对Ansys的命令流不熟悉。

ANSYS中进行地震谱分析-ANSYSWorkbench-CAE软件-沈沉C...

ANSYS中进行地震谱分析-ANSYSWorkbench-CAE软件-沈沉C...ANSYS中进行地震谱分析转自：这几天仔细研究了如何使用ANSYS进行地震谱分析的问题。

和大家分享下，不过有些问题我也不是太明白。

大家一起讨论。

地震谱分析的步骤：•建模•模态分析，并进行模态扩展•谱分析•查看结果这几个步骤是我结合ANSYS帮助文档中的介绍和里面的实例总结出来的，应该说是可靠的。

网上有很多文章介绍地震谱分析的，但是里面有很多出入，只能靠自己的一步一步地摸索，到底哪种方式才是正解。

首先说明一下，这里的地震谱是选自GR-63-CORE中的加速度频谱值。

所以在ANSYS中应该选用单点响应谱分析，即Single-Point Response Spectrum (SPRS)。

并不是有的地方说的PSD谱分析，因为GR-63-CORE中给出的根本就不是PSD谱。

下面把求解的代码附上，供大家参考：/SOLUANTYPE,MODALMODOPT,SUBSP,10MXPAND,10,,,YES !模态扩展，求解单元结果SOLVEFINISH/SOLUANTYPE,SPECTR ! 谱分析SPOPT,SPRS ! 单点响应谱分析，SED,,,1 ! Z轴，可对另外两个轴方向重新求解SVTYP,2 ! 加速度谱FREQ,0.3,0.6,2.0,5.0,15.0,50.0 ! 频率点SV,,0.2,2.0,5.0,5.0,1.6,1.6 ! 谱值SOLVEFINISH/POST1SET,LIST ! 固有频率*GET,MC1,MODE,1,MCOEF ! 一阶频率的模态系数MC1SET,1,1,MC1PLNSOL,U,Z,1 ! 节点位移结果ETABLE,SBYB,SMISC,33PLETAB,SBYB ! 单元应力结果，这里是对Beam188单元建的单元表，其它单元需做改变验证了几个问题：•SPOPT,SPRS这就后面加不加Element calculation key选项对结果没影响，即有的地方写成SPOPT,SPRS,,YES。

基于Ansys_的塔式起重机地震反应谱分析

基于Ansys的塔式起重机地震反应谱分析秦仙蓉赵俊陆王玉龙张氢孙远韬同济大学机械与能源工程学院上海 201804摘要：塔式起重机在工程建造中发挥着重要作用，但因其具有高耸大跨度的细长结构，在地震的作用下可能造成结构损伤或破坏，有必要在设计阶段即对塔式起重机进行地震反应谱分析。

文中标定了利用Ansys平台进行反应谱分析的基本流程，构建了1个单自由度和1个二自由度系统，分别利用理论计算和Ansys数值模拟完成了这2个系统的地震反应谱分析，并分析对比这2种方法所得结果，实现了对Ansys分析流程的标定。

另外，根据经过理论标定的分析流程，对某型塔式起重机进行了反应谱分析，分别在平行、垂直于该塔式起重机模型臂架的方向施加地震加速度谱，合并生成各阶模态结果，可知模型垂直于臂架方向具有更强抗震性能。

关键词：塔式起重机；反应谱；结构；有限元；地震响应；分析中图分类号：TH213.3 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2023）15-0018-05Abstract: Tower crane plays an important role in engineering construction. However, due to large span, it may suffer structural damage or destruction in case of an earthquake. Therefore, it is necessary to analyze the seismic response spectrum of tower crane in the design stage. In this paper, the authors calibrated the basic process of response spectrum analysis through Ansys platform, constructed a single-degree-of-freedom system and a two-degree-of-freedom system, and analyzed the seismic response spectrum of these two systems by theoretical calculation and Ansys numerical simulation respectively, and compared the results, thus realizing the calibration of Ansys analysis process. In addition, according to the theoretically calibrated analysis process, the response spectrum of a tower crane was analyzed, and the seismic acceleration spectra were applied in the directions parallel to and perpendicular to the boom of the tower crane model, and the modal results of each order were generated. The results show that the seismic performance perpendicular to the boom direction is better. Keywords:tower crane; response spectrum; structure; finite element method; seismic response; analysis0 引言地震反应谱分析由美国学者Biot M A在20世纪40年代提出的[1]，描述了不同自振频率的弹性单自由度系统中相同阻尼比在地震激励下产生的最大响应与自振周期的关系[2]，广泛应用于结构抗震设计过程中。

经ANSYS分析得到各楼层在地震作用下加速度时程曲线（

有一个三层框架模型（命令流我提供），经ANSYS分析得到各楼层在地震作用下加速度时程曲线（东西向、南北向，地震记录文件我提供）,如下图以下需要用到MATLAb（将所要研究的设备假定为固定在楼面上的单自由度体系，在结构动力反应时程的基础上可以得到其对应的楼面反应谱。

设楼面加速度反应时程为，则设备的运动方程为：则地震作用为：根据Duhamel积分，可得地震作用的最大绝对值F为：则设备对楼面输入的最大反应为：）（上面这部参照我发给你的PPT）由各楼层在不同地震波下的楼层加速度时程曲线（上面算得的图）。

在楼层加速度反应时程的激励下，在一定的阻尼比ζ和自振周期T下，计算得到单自由度体系的最大反应和周期的关系曲线，即楼面反应谱。

根据楼中设备的具体位置，计算相应楼层的设备的地震反应。

阻尼比分别取0.02、0.05、0.1。

我要得到的结果:下面的内容需要继续用ansys:上面得到了各楼层的加速度时程反应（楼面谱），下面利用之前的时程分析结果采用ABAQUS 软件进行设备与楼板的接触分析。

分析模型中，楼板采用壳单元，用刚块来模拟浮放式设备，利用EL-Centro波双向地震作用下得到的楼面加速度时程作为激励输入来模拟地震作用下浮放式设备在楼板上的动力反应。

分析模型和荷载输入见图4.2和图4.3【模型假设：（1）以设备的外壳形状作为刚体形状；（2）设备运动时与支撑面（地面、楼板、台面、桌面等）之间是平面接触，且不发生脱离；（3）设备只发生滑移运动。

】一、刚块与楼板间的摩擦系数µ= 0. 2 ，分别输入二层、三层、四层楼板的加速度时程反应，来模拟二层、三层、四层楼板上设备的水平滑移。

下图分别为各楼层的相对位移、相对速度和绝对加速度。

（表格中的数据是你经过ansys 分析得到）希望得到的结论（1）设备的水平滑移值随着楼层反应的增大而增大，故应将重要的医疗设备放置在较低楼层（地震反应比较小），来降低震害。

（2）设备的水平滑移值随着摩擦系数的增大而减小，故设备底面与楼板之间的摩擦系数越大，越有利于抗震，应避免在光滑的接触面上放置设备，或采取相应的措施来增大接触面的摩擦系数。

基于ANSYS的支撑框架结构地震反应谱分析

第 38 卷
图 2 支撑框架结构有限元模型 Fig． 2 Finite element modal of the braced structure
图 1 支撑框架结构平面布置 Fig． 1 The braced RC frame sturcture layout
1． 2 单元的选取与参数设定采用梁单元 BEAM188 来模拟框架梁、框架柱、
193
基于 ANSYS 的支撑框架结构地震反应谱分析
李坤1 ，田兴运1 ，苏雷2 ，侯春娇1
（ 1．西北农林科技大学土木工程系，陕西杨凌 712100； 2．哈尔滨工业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨 150090）
摘要：利用 ANSYS 对一斜支撑框架结构建立有限元模型并分析该结构的动力特性和地震荷载作用下的弹性响
modal on horizontal RC frame
第 3 阶振型主要是结构的横向振动。由图 6 可知，横向支撑框架各层柱没有明显的反弯点出现，这说明支撑布置改变了原有横向框架的受力状态，进行结构的横向分析时应该按支撑和框架的协同工作分析。 2． 4 第 4 阶结构频率和模态振型分析
第 4 阶结构振动频率为 3. 229 Hz，对应振动周期为 0. 303 s。模态振型位移节点解如图 7 所示。
支撑；采用壳单元 SHELL63 单元来模拟楼板。结构阻尼系数为 0. 05。模型所用详细参数列于表 1。
表 1 模型参数 Table 1 Parameters of structure modal
构件
单元类型
截面尺寸 /m
框架柱框架梁框架支撑
楼板
BEAM188 BEAM188 BEAM188 SHELL63

ANSYS谱分析实例

ANSYS谱分析实例1.结构模态分析结构模态分析是指分析结构的振动模态和频率。

在ANSYS中，可以通过建立结构的有限元模型，定义结构的材料和边界条件，进行模态分析。

模态分析可以计算结构的固有频率和模态形态，用于确定结构的自由振动特性。

同时，模态分析还可以用于确定结构在不同激励条件下的响应。

2.地震响应分析地震响应分析是指分析结构在地震荷载下的响应。

在ANSYS中，可以通过定义地震荷载和结构的边界条件，进行地震响应分析。

地震响应分析可以计算结构在不同地震条件下的加速度、速度和位移响应，用于评估结构的地震抗震性能。

3.动力荷载响应分析动力荷载响应分析是指分析结构在动力荷载下的响应。

在ANSYS中，可以通过定义动力荷载和结构的边界条件，进行动力荷载响应分析。

动力荷载响应分析可以计算结构在不同动力荷载条件下的加速度、速度和位移响应，用于评估结构在动态工况下的响应。

4.谐响应分析谐响应分析是指分析结构在谐振激励下的响应。

在ANSYS中，可以通过定义谐振激励的频率和幅值，进行谐响应分析。

谐响应分析可以计算结构在不同谐振频率和幅值下的加速度、速度和位移响应，用于评估结构的谐响应特性。

5.随机振动分析随机振动分析是指分析结构受随机振动荷载作用下的响应。

在ANSYS 中，可以通过定义随机振动荷载的统计特性，进行随机振动分析。

随机振动分析可以计算结构在不同随机振动荷载条件下的平均响应和随机响应谱，用于评估结构在随机振动环境下的可靠性。

以上是几个常见的ANSYS谱分析实例，通过这些实例可以看出，ANSYS谱分析功能非常强大，可以广泛应用于各种工程领域，帮助工程师评估和优化结构的振动和动力学性能。

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二．地震位移谱分析如图所示为一板梁结构，试计算在Y方向地震位移谱作用下的构件响应情况。

板梁结构相关参数见下表所示。

板梁结构几何参数和材料参数板梁结构(模型图)进行题目2的分析。

第一步是建立实体模型（如图4），并选择梁单元和壳单元模拟梁和板进行求解。

建此模型并无特别的难处，只要定义关键点正确，还有就是在建模过程当中注意对全局坐标系的运用，很容易就能做出模型。

此题的难点在于对梁和板的分析求解。

进行求解，首先进行的就是模态分析，约束好六条梁，就可以进行模态的分析求解了。

模态分析后，相应的就进行频谱分析，在输入频率和位移后开始运算求解。

此后进行模态扩展分析，最后进行模态合并分析。

分析完后，再对结果进行查看。

通过命令Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal Solution查看节点位移结果、节点等效应力结果（图5）及反作用力结果（图6）。

通过图片我们看清晰的看到梁和板的受力情况及变形情况，在板与梁的连接处，板所受的应力最大，这些地方较容易受到破坏，故可考虑对其进行加固。

而梁主要是中间两层变形较大，所以在设计时应充分考虑材料的选用及直径的大小。

1.指定分析标题1．选取菜单路径Utility Menu | File | Change Jobname，将弹出Change Jobname (修改文件名)对话框。

2．在Enter new jobname (输入新文件名)文本框中输入文字“CH”，为本分析实例的数据库文件名。

单击对话框中的“OK”按钮，完成文件名的修改。

3．选取菜单路径Utility Menu | File | Change Title，将弹出Change Title (修改标题)对话框。

4．在Enter new title (输入新标题)文本框中输入文字“response analysis of a beam-shell structure”，为本分析实例的标题名。

单击对话框中的“OK”按钮，完成对标题名的指定。

2.定义单元类型1．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete，将弹出Element Types (单元类型定义)对话框。

单击对话框中的“ADD…”按钮，将弹出Library of Element Types (单元类型库)对话框。

2．在左边的滚动框中单击“Structural Shell”，选择结构壳单元类型。

在右边的滚动框中单击“Elastic 4node 63”，使其高亮度显示，选择4 节点弹性壳单元。

在对话框中单击“APPLY”按钮，完成对这种单元的定义。

3．接着继续在Library of Element Types (单元类型库)对话框的左边滚动框中单击“Structural Beam”，在右边的滚动框中单击“3D elastic 4”，使其高亮度显示，选择3 维弹性梁单元。

单击对话框中的“OK”按钮，完成单元定义并关闭Library of Element Types (单元类型库)对话框。

单击Element Types (单元类型定义)对话框中的“CLOSE“按钮，关闭对话框中，完成单元类型的定义。

3.定义单元实常数1．选取菜单途径Main Menu | Preprocessor | Real Constants，将弹出Real Constants (实常数定义)对话框。

单击对话框中的“ADD…”按钮，将弹出Element Type for Real Constants (选择定义实常数的单元类型)对话框。

2．在选择单元类型列表框中，单击“Type 1 SHELL63”使其高亮度显示，选择第一类单元SHELL63。

然后单击该对话框中的“OK”按钮，将弹出Real Constant Set Number1,for SHELL63 (为SHELL63 单元定义实常数) 对话框。

3．在对话框中的Shell thickness at node I TK(I) (壳的厚度)文本框中输入2E-3，定义板壳的厚度为2E-3 m。

4．其余参数保持缺省。

单击按钮，关闭Real Constants Set Number 1，for SHELL63(单元SHELL63 的实常数定义)对话框。

完成对单元SHELL63 实常数的定义。

5．重复步骤2 的过程，在弹出的Element Type for Real Constants (选择定义实常数的单元类型)对话框的列表框中单击“Type 2 BEAM4”，使其高亮度显示。

然后单击按钮，将弹出Real Constant Set Number 2,for BEAM4 (为BEAM4 单元定义实常数) 对话框。

6．在对话框中的文本框中分别输入下列数据：AREA 为1.2E-5，IZZ 和IYY 分别为16E-12，9E-12, TKZ和TKY分别为3E-3,4E-3。

7．单击“OK”按钮，关闭Real Constant Set Number 2,for BEAM4 (为BEAM4 单元定义实常数)对话框。

单击“CLOSE”按钮，关闭对话框。

4.指定材料特性1．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Material Props | Material Models，将弹出Define Material Model Behavior (材料模型定义)对话框。

2．依次双击Structural， Linear ，Elastic 和Isotropic，将弹出1 号材料的弹性模量EX 和泊松比PRXY 的定义对话框。

3．在图15.11 的EX文本框中输入2.2E11，PRXY文本框中输入0.3。

定义材料的弹性模量为2.2E11 N/m2，泊松比为0.3。

单击“OK”按钮，关闭对话框。

4．接着双击Density(见图15.10)，弹出Density for Material Number 1 (1 号材料密度定义)对话框。

5．在DENS文本框中输入7.8E3，设定1 号材料密度为7.8E3 Kg/m3。

单击“OK”按钮，完成密度定义。

选取路径Material | Exit，完成对材料模型的定义。

2．在对话框中，输入Keypoint number (关键点号)为1，X,Y,Z 位置分别为0，0，0。

可用Tab 键在输入区之间移动单击按钮，完成关键点1 的定义。

3．对下面的关键点及X,Y,Z 位置重复这一过程：关键点2：0，0，0.5关键点3：0，0，1.0关键点4：0，0，1.5输入完最后一个关键点后，单击“OK”按钮。

图形输出窗口将显示刚创建的各个关键点。

4．选取菜单路径Utility Menu | PlotCtrls | Pan ZoomRotate，将会弹出ANSYS6.1 提供的Pan-Zoom-Rotate (平移-缩放-转动)对话框。

5．单击对话框中的“BOT”按钮，改变图形输出窗口中的视图方向，以便看出建立的四个节点的位置。

7．在图形窗口中单击关键点1、2 创建直线L1。

然后依次单击关键点2、3 和关键点3、4，创建直线L2，L3。

8．选取菜单路径Utility Menu | PlotCtrls | Numbering，将弹出Plot Numbering Controls(序号显示控制)对话框。

9．在Plot Numbering Controls (序号显示控制)对话框中单击Keypoint numbers 关键点序号()、Line numbers (线的序号)和Area numbers (面的序号)所对应的复选框，使其变为“On”，然后单击对话框中的“OK”按钮关闭对话框。

10．选取菜单路径Utility Menu | Multi-Plots，对图形输出窗口中的所建几何模型根据前面的设置重新显示。

11．选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Meshing |MeshTool，将弹出Mesh Tool (网格划分工具)对话框。

12．单击对话框中的单元属性设置区中的下拉框中的Lines，选定设置对象为线。

然后单击右边的“SET”按钮，将弹出线属性设置拾取对话框，单击其中的“PICK ALL”按钮。

将会弹出Line Attributes (线单元属性设置)对话框。

13．单击对话框中的Material number (材料序号)下拉框，Real constant set number (实常数序号)和Element type number(单元序号)下拉框，将其分别设置为：Material number 为1，Real constant set number 为2，Element type number 为2BEAM4。

单击对话框中的“OK”按钮关闭对话框，完成对线单元属性的设置。

14．在Mesh Tool (网格划分工具)对话框中的Size Controls (尺寸控制)区中，单击线单元的“SET”按钮，将弹出Element Sizes on Picked Lines (选定线的单元尺寸定义) 拾取对话框。

单击对话框中的“PICK ALL”按钮，将弹出Element Sizes on Picked Lines (选定线的单元尺寸) 定义对话框。

15．在对话框中的No. of element divisions (分割单元数)文本框中输入“6”，定义在选定的每条线上将划分6 个单元。

单击“OK”按钮关闭对话框，完成对所选线单元尺寸的设置。

16．在网格划分工具对话框中，单击Mesh 下拉框中的Lines，选定分网对象是线。

然后，单击对话框中的“MESH”按钮，将会弹出Lines Mesh (对创建的线进行分网)拾取对话框。

单击对话框中的“PICK ALL”按钮，选定所有创建的线进行分网。