(2)线性解随荷载的进一步加大,与试验值的偏差也逐步加大。
(3)三类单元Shell63、Shell181和Solid186的结果相差不大,均能满足工程设计要求,因此可以采用系统默认单元设置进行有限元分析。
4 ANSYS Workbench结构分析实用技术
4.1 玻璃面板计算分析单元的选择
在对几何模型网格划分时,需要指定单元类型,通常玻璃的厚度与短边长度的比值小于0.1 时,应采用SHELL单元。使用SHELL单元模拟薄的实体结构,可以降低模型的计算规模,而且
精度满足要求,因此习惯上采用SHELL63单元(4
节点)进行玻璃面板的有限元分析。SOLID单元功能比较强大(SOLID187是10节点六面体,SOLID186是20节点六面体),也可以被采用,尤其是在计算技术的提高和计算计硬件的升级支持下,采用SOLID单元,更能体现有限元分析的优越性。
4.2 插入APDL命令流
APDL命令流是ANSYS软件系统的精华,在Geometry,Contact,Environment和Solution下均可进行插入。能将APDL的灵活高效和Mechanicl的快捷相结合,是熟悉APDL开发者的高效接口。能够完成的有用功能有:替换系统缺省的单元、控制计算结果的读取、进行附加的计算等。
4.3 通过PATH监视计算结果
对起重要作用的计算结果,可以指定路径PATH,用来表征结果的变化,并提取其最大值和最小值,实现显示及打印。
4.4 变量参数集的使用
在ANSYS Workbench中,设置了变量参数集,可以在Workbench中进行设定,在分析时自动采用,不用对其MODEL的设置进行修改,这样保证建模数据比较
固定。通过变量参数集,还可以将模型中的数据进行输出,便于调试和参数化设计。
4.5 安全系数工具的使用
在后处理中,Tools提供了Stress Tool,能够将
应力以安全系数的形式进行云图显示,很容易检查到玻璃应力分布的薄弱部位。
4.6 充分利用CAD图形接口
Ansys提供很多CAD软件的图形导入功能,如果不能直接导入,可在宿主CAD中将模型转存为通用文件,如IEGS、DWG文件等。比如Rhino模型的3dm文件,即可采用IEGS格式进行导入。
5 结论
5.1 采用线性有限元分析方法,得到的结果较实际保守,因此可以考虑玻璃面板的几何非线性影响。规范[4]中规定的折减系数是必要的。
5.2 Shell单元和Solid单元分析结果比较接近。在工程应用过程中可以采用Ansys系统默认的单元进行分析。
5.3 ANSYS Workbench适合于工程分析,与ANSYS经典分析方法相比,更为简单,求解效率更高,但相对来讲功能比较简单,因此采用插入APDL命令流的方法,实现能够有效扩充分析功能,进行细节控制,满足不同工程的需要。
参考文献
1.姜仁,任意三角形玻璃面板
弯曲问题研究,2009年全国
门窗幕墙年会论文集,2009.3
2.张朝辉,ANSYS 12.0结构分析工程应用实例解析(第3版),机械工业出版社,2010.1
3.浦广益等,ANSYS Workbench 12 基础教程与实例详解,中国水利水电出版社,2010.10
4.
JGJ102-2003《
玻璃幕墙工程技术规范》,中国建筑工业出版社,2003.10
5.刘正权 姜仁,APDL参数化有限元分析技术在
点支式玻璃幕墙设计中的应用,建筑科学,2006,22(1)【完】
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