(2)線性解隨荷載的進(jìn)一步加大,與試驗值的偏差也逐步加大。
(3)三類單元Shell63、Shell181和Solid186的結(jié)果相差不大,均能滿足工程設(shè)計要求,因此可以采用系統(tǒng)默認(rèn)單元設(shè)置進(jìn)行有限元分析。
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4 ANSYS Workbench結(jié)構(gòu)分析實用技術(shù)
4.1 玻璃面板計算分析單元的選擇
在對幾何模型網(wǎng)格劃分時,需要指定單元類型,通常玻璃的厚度與短邊長度的比值小于0.1 時,應(yīng)采用SHELL單元。使用SHELL單元模擬薄的實體結(jié)構(gòu),可以降低模型的計算規(guī)模,而且
精度滿足要求,因此習(xí)慣上采用SHELL63單元(4
節(jié)點)進(jìn)行玻璃面板的有限元分析。SOLID單元功能比較強大(SOLID187是10節(jié)點六面體,SOLID186是20節(jié)點六面體),也可以被采用,尤其是在計算技術(shù)的提高和計算計硬件的升級支持下,采用SOLID單元,更能體現(xiàn)有限元分析的優(yōu)越性。
4.2 插入APDL命令流
APDL命令流是ANSYS軟件系統(tǒng)的精華,在Geometry,Contact,Environment和Solution下均可進(jìn)行插入。能將APDL的靈活高效和Mechanicl的快捷相結(jié)合,是熟悉APDL開發(fā)者的高效接口。能夠完成的有用功能有:替換系統(tǒng)缺省的單元、控制計算結(jié)果的讀取、進(jìn)行附加的計算等。
4.3 通過PATH監(jiān)視計算結(jié)果
對起重要作用的計算結(jié)果,可以指定路徑PATH,用來表征結(jié)果的變化,并提取其最大值和最小值,實現(xiàn)顯示及打印。
4.4 變量參數(shù)集的使用
在ANSYS Workbench中,設(shè)置了變量參數(shù)集,可以在Workbench中進(jìn)行設(shè)定,在分析時自動采用,不用對其MODEL的設(shè)置進(jìn)行修改,這樣保證建模數(shù)據(jù)比較
固定。通過變量參數(shù)集,還可以將模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出,便于調(diào)試和參數(shù)化設(shè)計。
4.5 安全系數(shù)工具的使用
在后處理中,Tools提供了Stress Tool,能夠?qū)?a href='../../zsk/ct.asp?id=6237' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>應(yīng)力以安全系數(shù)的形式進(jìn)行云圖顯示,很容易檢查到玻璃應(yīng)力分布的薄弱部位。
4.6 充分利用CAD圖形接口
Ansys提供很多CAD軟件的圖形導(dǎo)入功能,如果不能直接導(dǎo)入,可在宿主CAD中將模型轉(zhuǎn)存為通用文件,如IEGS、DWG文件等。比如Rhino模型的3dm文件,即可采用IEGS格式進(jìn)行導(dǎo)入。
5 結(jié)論
5.1 采用線性有限元分析方法,得到的結(jié)果較實際保守,因此可以考慮玻璃面板的幾何非線性影響。規(guī)范[4]中規(guī)定的折減系數(shù)是必要的。
5.2 Shell單元和Solid單元分析結(jié)果比較接近。在工程應(yīng)用過程中可以采用Ansys系統(tǒng)默認(rèn)的單元進(jìn)行分析。
5.3 ANSYS Workbench適合于工程分析,與ANSYS經(jīng)典分析方法相比,更為簡單,求解效率更高,但相對來講功能比較簡單,因此采用插入APDL命令流的方法,實現(xiàn)能夠有效擴充分析功能,進(jìn)行細(xì)節(jié)控制,滿足不同工程的需要。
參考文獻(xiàn)
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彎曲問題研究,2009年全國
門窗幕墻年會論文集,2009.3
2.張朝輝,ANSYS 12.0結(jié)構(gòu)分析工程應(yīng)用實例解析(第3版),機械工業(yè)出版社,2010.1
3.浦廣益等,ANSYS Workbench 12 基礎(chǔ)教程與實例詳解,中國水利水電出版社,2010.10
4.
JGJ102-2003《
玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》,中國建筑工業(yè)出版社,2003.10
5.劉正權(quán) 姜仁,APDL參數(shù)化有限元分析技術(shù)在
點支式玻璃幕墻設(shè)計中的應(yīng)用,建筑科學(xué),2006,22(1)【完】
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