ABAQUS地震反应谱分析

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ABAQUS 反应谱法计算地震反应的简单实例

问题描述：

（木例的问题引用《有限元法及其应用》一书中陆新征博士ANSYS 算例的问题）

悬臂柱高 12m, 工字型截面（图 1）, 密度 7800kg/m3, EX=2.1ellPa, 泊松比 0.3, 所有振型的阻尼比为2%,在 3m 高处行 -集中质量 160kg, 在 6m、9m、12m 处分别为 120kg 的集中质量。反应谱按 7 度多遇地震，取地震影响系数为 0.08, 第一组，III类场地，卓越周期 Tg=0.45s,

几点说明：

本例建模过程使用CAE:

添加反应谱必须在 inp 中加关键词实现，CAE 不支持反应谱；

*Spectrum 不可以在 keyword editor 中添力口， keyword editor 不支持此关键词读入:

ABAQUS 的反应谱法计算过程以及后处理耍比 ANSYS 方便的多。

操作过程为：

(1) 打开 ABAQUS/CAE, 点击 create model database 0

(2)进入 Part 模块，点击 create part, 命名为column, 3D、deformation wire。OK

(3)Create lines：connected, 分别输入 0, 0：0, 3；0, 6：0» 9：0, 12c OK。退出sketch。

(4)进入 property 模块，create material, name：steel » general-»density» mass density： 7800, mechanical—»elasticity—»elastic, young's modulus：2.1el1 » poisson's ratio： 0.3.OK

（5） Create section, name：I, category：beam, type：beam. Continue, create profile, name:I,shape:I, 按图 1 尺寸输入界面尺寸，ok。在 profile name 选择I, material name 选择 steel c Ok0

（6） Assign section, 选择全部，done, 弹出的对话框选择 section：I, Oh

（7） Assign beam orientation, 选择全部，默认值，OK.

（8） View—»part display options, 在弹出的对话框里勾选，render beam profiles, 以可视化梁截面形状。

（9）添力口集中质量, Special—»inertia—»create, name：massl, type：point mass/inertia> continue* 选择0, 3 位置点，done» mass：160, ok。create, name：mass2, type： point mass/inertia« continue* 选择 0,6；0» 9：0, 12 位置点（按 shift 多选），done» mass： 120» Ok, dis miss 0

（10） Assembly—»instance part, instance type 选 dependent（ mesh on part）, Ok.

（11） Step—»create step, name：step-1» procedure type 选 freqency> continue, 在 basic 选项卡中，eigensolver 选择频率提取方法，木例选用lanczos 法，number of eigenvalues request, 选 value, 输入 10。Oke M create step> create step, name：step-2, procedure type 选 response spectrum, continue* 在 basic 选项卡中，excitations 选择单向 single direction, sumations 选择 square root of the sum of squares（SRSS）法，use response spectrum：sp（反应谱的name, 后面再 inp 中添加）, 方向余弦（0,0, 1）, scale factor： 1.进入 damping 选项卡，阻尼使用吏接模态（direct modal ）, 勾选 direct damping data, start mode：1, end mode：8, critical damping fraction： 0.02。Ok

（12）进入 load 模块, Load—»create boundary condition, name：fixed, step 选择 initial*

category mechanical, types displacement/ rotation, continue, 选择 0, 0 点， done» 勾选ul~ur3 所有6 个自由度。Ok。

（13）进入 mesh 模块, object 选择 part, 点 seed edge by number, 选择所有杆, done* 输入 3, done, 点assign element type, 选择全部杆,done, 默认 B31, ok。点mesh part, yes。

（ 14）进入 job 模块，name：demo-spc» source：model, continue, 默认，0匕进入 job manager, 点击 write input, 在T.作目录生成demo-spc.inp 文件。

（15）进入 ABAQUS 工作目录，使用UltraEdit 软件（或其他类似软件）打开 demo-spc.inp,

*Boundary 关键词的后面加如下根据问题叙述确定的反应谱：

*Spectrum,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

第一列为加速度，第二列为频率（图2）

保存。

（16）进入 job 模块，create job. name：spc, source 选择 input file, input file select：工作

目录下的demo-spc.inp, continues, 默认，ok, UA job manager, 选择 spc, submit, 计算成功！

（17）点击 results 进入后处理模块，可以看到最大位移为 3.159cm, 这与陆博士讲解的 ANSYS 结果 3.1611cm 基木一致。可以在看工.作目录下的 spc.dat 文件得到详细的频率和模态分析结果（图3 4）

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流体变量宏名称（参数）参数类型返回值C_T(c,t)celltc,Thread*t温度C_T_G(c,t)celltc,Thread*t温度梯度矢量C_T_G(c,t)[i]celltc,Thread*t,inti温度梯度矢量的分量C_T_RG(c,t)celltc,Thread*t改造后的温度梯度矢量C_T_RG(c,t)[i]celltc,Thread*t,inti改造后的温度梯度矢量的分量C_T_M1(c,t)celltc,Thread*t温度的前一次步长C_T_M2(c,t)celltc,Thread*t温度的前二次步长C_P(c,t)celltc,Thread*t压力C_DP(c,t)celltc,Thread*t压力梯度矢量C_DP(c,t)[i]celltc,Thread*t,inti压力梯度矢量的分量C_U(c,t)celltc,Thread*tu方向的速度C_V(c,t)celltc,Thread*tv方向的速度C_W(c,t)celltc,Thread*tw方向的速度C_H(c,t)celltc,Thread*t焓C_YI(c,t,i)celltc,Thread*t,inti物质质量分数C_K(c,t)celltc,Thread*t湍流运动能C_D(c,t)celltc,Thread*t湍流运动能的分散速率C_O(c,t)celltc,Thread*t确定的分散速率读写导数的宏名称（参数）参数类型返回值CDUDX(c,t)celltc,Thread*tvelocityderivativeCDUDY(c,t)celltc,Thread*tvelocityderivativeCDUDZ(c,t)celltc,Thread*tvelocityderivativeCDVDX(c,t)celltc,Thread*tvelocityderivativeCDVDY(c,t)celltc,Thread*tvelocityderivativeCDVDZ(c,t)celltc,Thread*tvelocityderivativeCDWDX(c,t)celltc,Thread*tvelocityderivativeCDWDY(c,t)celltc,Thread*tvelocityderivativeCDWDZ(c,t)celltc,Thread*tvelocityderivative存取材料性质的宏名称（参数）参数类型返回值C_FMEAN(c,t)celltc,Thread*t第一次混合分数的平均值C_FMEAN2(c,t)celltc,Thread*t第一次混合分数的平均值C_FVAR(c,t)celltc,Thread*t第一次混合分数变量C_FVAR2(c,t)celltc,Thread*t第二次混合分数变量C_PREMIXC(c,t)celltc,Thread*t反应过程变量C_LAMFLAMESPEED(c,t)celltc,Thread*t层流焰速度C_CRITICALSTRAINcelltc,Thread*t临界应变速度RATE(c,t)C_POLLUT(c,t,i)celltc,Thread*t,inti第i个污染物质的质量分数C_R(c,t)celltc,Thread*t密度C_MUL(c,t)celltc,Thread*t层流速度C_MUT(c,t)celltc,Thread*t湍流速度C_MUEFF(c,t)celltc,Thread*t有效粘度C_K_L(c,t)celltc,Thread*t热传导系数C_K_T(c,t)celltc,Thread*t湍流热传导系数C_K_EFF(c,t)celltc,Thread*t有效热传导系数C_CP(c,t)celltc,Thread*t确定的热量C_RGAS(c,t)celltc,Thread*t气体常数C_DIFFL(c,t,i,j)celltc,Thread*t,inti,层流物质的扩散率intjC_DIFFEFF(c,t,i)celltc,Thread*t,inti物质的有效扩散率C_ABSCOEFF(c,t)celltc,Thread*t吸附系数C_SCATCOEFF(c,t)celltc,Thread*t扩散系数CNUT(c,t)celltc,Thread*t湍流速度forSpalart-Allmaras为单元格读写用户定义的标量和存储器的宏名称（参数）参数类型返回值C_UDSI(c,t,i)celltc,Thread*t,inti用户定义的标量（单元格）C_UDSIM(c,t,i)celltc,Thread*t,inti前一次步长下用户定义的标量（单元格）C_UDSI_DIFF(c,t,i)celltc,Thread*t,inti用户定义的标量的分散率（单元格）CUDMI(c,t,i)celltc,Thread*t,inti用户定义的存储器（单元格）给雷诺兹压力模型读写变量的宏名字（参数）参数类型返回值CRUU(c,t)celltc,Thread*tuu雷诺兹压力CRVV(c,t)celltc,Thread*tvv雷诺兹压力CRWW(c,t)celltc,Thread*tww雷诺兹压力CRUV(c,t)celltc,Thread*tuv雷诺兹压力sCRVW(c,t)celltc,Thread*tvw雷诺兹压力CRUW(c,t)celltc,Thread*tuw雷诺兹压力更多内容见附件免责声明本页面/内容部分素材来源于互联网公开信息，旨在传递更多信息，不代表本平台立场。版权归原作者或机构所有，如涉及侵权，请通过平台联系我们，我们将在核实后第一时间处理。本平台对转载内容的真实性、准确性不作任何保证，用户需自行判断并承担使用风险。

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