ansys模拟钢管混凝土的极限承载能力.docx

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薄壁钢管混凝土柱轴心受压性能的实例分析
建立的单元类型都为solid45号单元，因为计算较为简单的缘故。构件参数d=200，t=5，l=840，fy=265.8e6，fc=27.15e6，
ec=21700e6，es=210000e6。
一、建立钢管混凝土实体模型并对此模型进行网格划分

钢管混凝土单元单元
二、材料应力应变关系的定义

钢管应力应变关系 混凝土材料的应力应变关系（采用随动硬化模型）

三、施加位移约束和荷载

ANSYS加载方式有两种：一种是位移加载，一种是力加载。本文采用的是位移加载方式，采用力加载法在接近应力峰值时会遇到很大的收敛问题，而采用位移加载法比较容易收敛，且得等到的荷载—位移曲线较好
在底部施加固定端约束，同时在顶面施加在面方向的移动，UX、UZ，在顶面的所用节点进行耦合，使其在沿着柱的方向上有相同的位移。然后是施加位移，在顶面所有节点施加位移荷载，UY=0.003大概是这么多。

四、求解
定义完求解步之后，设置分析选项后，就可进行有限元的计算。

五、检查结果

钢管的冯米泽斯应力

整体的冯米泽斯应力

节点位移图
六、荷载—应变全程曲线
计算节点力的时候是通过顶面节点Y方向节点力求和操作来求解。

!钢管与混凝土完全粘接情况下的抗压承载性能，使用面荷载加载方式。
fini
/clear
/prep7
wprota,,90,
csys,4
d=0.2
l=0.840
t=0.005
n=d/t
fy=265.8e6
fc=27.15e6
ec=21700e6
es=210000e6
p=2000e3
!混凝土单元及材料参数
et,1,45
mp,ex,1,ec
mp,prxy,1,0.2
tb,kinh,1,,13 !混凝土选用的是hongnestad模型
tbpt,,0.001,2.17e+07
tbpt,,0.0011,2.30e+07
tbpt,,0.0012,2.41e+07
tbpt,,0.0013,2.50e+07
tbpt,,0.0014,2.58e+07
tbpt,,0.0015,2.64e+07
tbpt,,0.00154,2.66e+07
tbpt,,0.00154,2.66e+07
tbpt,,0.00176,2.72e+07
tbpt,,0.002,2.66e+07
tbpt,,0.00246,2.50e+07
tbpt,,0.00292,2.34e+07
tbpt,,0.00338,2.18e+07
!钢管单元及材料参数
et,2,solid45
mp,ex,2,2.1e11
mp,prxy,2,0.3
tb,biso,2,1,2
tbtemp,0
tbdata,,fy,0
cyl4,,,(d-2*t)/2,,,,-l
cyl4,,,d/2,,(d-2*t)/2,,-l
vglue,all
csys,0
wpstyl,defa
wpstyle,,,,,,,,0
!划分网格
mat,1
type,1
vsweep,1
mat,2
type,2
vsweep,3
!施加约束条件
asel,s,loc,y,0
da,all,all
allsel,all
asel,s,loc,y,l
nsla,s,1
cp,1,uy,all
sfa,all,1,pres,-p/(3.14*(d*d)/4)
allsel,all
finish
!进入求解层、设置求解选项
/solu
autots,on
nsubst,64
outres,all,all
solve
fini
!进入post1后处理
*get,rtime,active,0,set,time
!进入post26,绘制荷载-位移曲线（节点的竖向应变与荷载曲线）
/post26
nsol,2,71,u,y
prod,3,2,,,,,,1/l
prod,4,1,,,,,,p/1e3
/axlab,x,strain
/axlab,y,p(kN)
pltime,0,rtime
xvar,3
plvar,4

命令流中是按照力方式加载求解，也可求解只是无法得到下降段的力与位移之间的关系。

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