基于ANSYS二次开发技术的多室连续箱梁参数化建模的研究.pdfVIP

ANSYS二次开发技术的多室连续 箱梁参数化建模研究 冯仲仁1程功2谭智文1李洪芝2 1武汉理工大学土建学院2江西省交通科学研究院 ● 摘要：曲线箱梁桥由于其结构特点，被广泛应用于高速公路和高架桥，但其设计计算非常繁 杂，设计参数大都参考已建桥梁或通过大量试算来选取，工作量非常巨大。鉴于ANSYS已有功能 和桥梁结构设计特点，通过ANSYS平台自带的开发环境以及其余外部件的开发接口，结合实际计 算过程中对模型的处理方法，对基于ANSYS的多室连续箱梁分析建模中若干问题进行了二次开发， 实现了在ANSYS中通过图形界面输入参数建立相应模型的过程。 ． 关键词：有限元多室连续箱梁ANSYS二次开发参数化建模 中图分类号：T02文献标识码：A文章编号：1672．7894(2007)06—194—02 常见桥型结构计算，采用由图形建立其结构分析时的有限元模型。ANSYS本身的图形功能十分 丰富，但其使用过程复杂，建立三维结构模型时需要一定的有限元知识。利用ANSYS二次开发， 拟开发这一相关功能，即针对桥梁结构纵向计算模型在常见桥型结构计算中，实现参数化建立结构 分析的有限元模型。为达到此目标，需建立常用结构模型库。 1 ANSYS二次开发技术 (1)ANSYS二次开发技术ANYSYS不仅提供标准的有限元分析程序，而且具有良好的开放性， 可利用它的二次开发工具生成有限元分析程序来满足用户需要。如APDL参数化设计语言，UPFs 用户编程特性及UIDL用户界面设计语言。 条ANSYS命令组成，其中，程序设计语言部分与其它编程语言一样，具有参数、数组表达式、函 数、流程控制(循环与分支)、重复执行命令、缩写、宏以及用户程序等。标准的ANSYS程序运行是 由1000多条命令驱动的，这些命令可以写进程序设计语言编写的程序，命令的参数可以赋确定值， 也可以通过表达式的结果或参数的方式进行赋值。从ANSYS命令的功能上讲，它们分别对应ANSYS 分析过程中的定义几何模型、划分单元网格、材料。 (3)定义、添加载荷和边界条件、控制和执行求解和后处理计算结果等指令。用户可以利用程 序设计语言将ANSYS命令组织起来，编写出参数化的用户程序，从而实现有限元分析的全过程， 即建立参数化的CAD模型、参数化的网格划分与控制、参数化的材料定义、参数化的载荷和边界条 件定义、参数化的分析控制和求解以及参数化的后处理。 ··168—- 2007年全国桥梁安全技术论坛暨中美日桥梁安全论坛 2 “宏的建立 本文所要阐述的也正是基于APDL参数化设计语言来对多室曲线箱梁通过图形界面输入参数建 立相应模型，归根到底也就是创建一个“宏”，其中部分程序如下： ①／clear，start parres，new，mypar ． ②’if，xiangshi，eq，1，then +elseif，xiangshi，eq，2then +endif 下面是2点说明： ①不同次分析计算过程前必须对ANSYS环境中的现有模型清零，用至1]／clear命令，但该命令 会使用户参数同时清零，这里用到parsav和parres技术，在每次清零过程前先把当前工作区的参数 保存起来，清模型结束后再调入工作区，这样就实现了只清模型、不清参数的效果。 ②该“宏”主要就是在Ⅲ函数中进行多层嵌套的基础上完成的，其主要功能可以通过图形界 面输入参数建立包括直线、曲线以及直、曲线相交替的单箱多室箱梁(多箱常用于分幅桥中，可按 单箱组合计算)。 3实例研究一 本算例为某城市曲线高架桥，该桥曲率半径R．--35m，跨径为4x19III，桥宽II．5m，设计荷 隔梁，底板和顶板厚度均为20cm，室内试验采用的有机玻璃模型‘311为原结构的1／25，横截面如图l 所示。利用二次开发所得模型见图2。 上