关于分离式与整体式建立预应力混凝土模型的判断标准

lonelymoon 发表于 2007-6-30 10:56:05 | 显示全部楼层 | 阅读模式
大家好,我以前看到的建立预应力混凝土的时候,有分离式与整体式的方法.分离式说的是直接建立混凝土,不用考虑力筋的具体位置,典型的如等效荷载法,也就是说力筋的作用用一对等效荷载来代替;整体式指的是混凝土和力筋分别用不同的单元建立模型.

但是最近我看到的几篇文章中却是这样写的:分离式方法建立预应力混凝土模型,即单独建立混凝土模型和钢筋模型.

我现在有点疑惑,到底什么是分离式的方法?谁可以解释一下,什么才是正确的分离式方法?应该从什么方面来判断到底是分离式方法还是整体式方法?谢谢
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水幽寒 发表于 2007-7-4 09:43:16
应该是这样
分离式:分别建立单元
整体式:采用solid65利用其自身性能,进行分析
自己的理解哈

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lonelymoon 发表于 2007-7-6 16:58:28
水兄的意思就是按照建立模型的意思来理解,分离式建模就是分别用不同的单元建立混凝土与预应力钢筋?是这样吗?从字面上理解好象就是这样的意思,可是好多书上和网上不是这样的
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水幽寒 发表于 2007-7-6 17:06:43
我个人是这么理解的
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lonelymoon 发表于 2007-7-7 10:07:33
那么水兄,再问你一个问题,就是:你有没有看到过solid95单元的单元特性什么的?比如说假设条件和边界条件,单元刚度矩阵什么的?我很需要这些资料,可是不知道在什么地方找?你有没有见过 啊?谢谢
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水幽寒 发表于 2007-7-7 21:10:54
SOLID95的几何形状、节点位置、坐标系如上图95.1: "SOLID95Geometry",通过定义节点KLSABOPW;分别为同一节点得到棱住体,同样,金字塔和四面体形状也可通过上图定义相应节点来建立,其中,SOLID92就是一个相似的10节点的四面体单元。
除了节点,单元的输入数据包括正交异性材料特性。正交异性材料的方向与单元坐标系方向一致,单元坐标系的方向在 "坐标系" 中说明。

单元的载荷在"节点和单元载荷”中描述,压力可以作为单元边界上的面载荷输入,如 95.1: "SOLID95Geometry"
中带圆圈数字所示。正压力指向单元内部。可以输入温度作为单元节点处的体载荷。节点 I 处的温度 T(I) 默认为 TUNIF。如果不给出其它节点处的温度,则默认等于 T(I)。如果边角节点的温度明确设定,则中间节点的温度值等于相临两节点温度的平均值,对于任何其它的温度输入方式,未给定的温度默认都等于 TUNIF

当设定KEYOPT1=1时,材料属性的导向与壳单元(通过使用穿过中间节点YZAB的中间平面)相同,单元的Z轴垂直此平面,单元的X轴通过x轴投影到中间面上得到(用ESYS设置),如果有必要,可以用可选择实常数THETA调整X轴,不过THETA在载荷步中是不能改变的。

集中质量的矩阵表述在特定分析时是有用的,可以用LUMPM得到,虽然相容矩阵在多数情况下能够得到理想结果,但是集中质量通过使用GUYAN约简进行简化,可以得到更好的结果。KEYOPT(5) (6)的参数控制了输出的选项(见Element Solution

可以通过 ISTRESS
ISFILE
命令可以对本单元施加初始应力,进一步的信息见 "ANSYS基本分析指南" 中的初始应力载荷。另外,将 KEYOPT(9) 设置为 1,可以通过用户子程序 USTRESS
来读取初始应力。关于用户子程序的细节见 "ANSYS用户程序特性指南"
可以使用 SOLCONTROL,,,INCP 命令来包含压力的影响,如果需要非对称的压力载荷刚度效应矩阵,使用 NROPT,UNSYM 命令。
"SOLID95 输入汇总"中给出了本单元输入数据的一个汇总,单元输入数据的一般说明在"单元输入"中给出.

SOLID95 输入汇总:
节 点: I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z, A, B
自由度: UX, UY, UZ
实常数: THETA(X轴的调整系数,只有在KEYOPT(1) = 1时使用)
材料特性:
EX,EY,EZ,ALPX,ALPY,ALPZ(CTEX,CTEY,ETEZTHSX,THSY,THSZ),PRXY.PRYZ,PRXZ(NUXY,NUYZ,NUXZ),DENS,GXY,GXZ,DAMP
面载荷:

压力:
面1(J-I-L-K),  面2(I-J-N-M),  面3(J-K-O-N),  面4(K-L-P-O)
面5(L-I-M-P), 面6(M-N-O-P)
体载荷:
 温度:
T(I), T(J), ..., T(Z), T(A), T(B)
专用特性;
塑性、蠕变、辐射膨胀、应力刚度、大变形、大应变、生死单元、自适应下降、初应力输入

关键选项:

KEYOPT(1)

单元坐标系:
0 ( 默认)
1
材料属性的方位所用平面为通过中间节点YZAB的中间平面
,单元的Z轴垂直此平面,单元的X轴通过x 轴投影到中间面上得到(用ESYS设置)

KEYOPT(5)

额外单元输出:
0
基本单元输出
1
再现基本单元各积分点输出
2
节点应力输出

KEYOPT(6)

额外表面输出:

0  基本单元输出
1  面(I-J-N-M)输出
3
 面(I-J-N-M)和面
K-L-P-O)输出(只能用于线性材料)
4
每一积分点的非线性输出
5
对有非零压力的各边输出表面结果 

KEYOPT(9)

初应力子程序选项(只有直接输入KEYOPT才有用)
0
不使用用户子程序提供初应力(默认)
1
从用户子程序中USTRESS读入初应力数据(如何写子程序见ANSYS用户程序特性

KEYOPT(11)

积分规则:
0
无简化(默认)
1
砖快”单元的简化选择为2x2x2
详细的规则参见Failure criteria




SOLID95 的输出数据:
 与单元有关的结果输出有两种形式:
•
包括在整个节点解中的节点位移。
•
附加的单元输出,见 95.1 "SOLID95 单元输出定义";在 95.2 " SOLID95应力输出"
中显示. 单元应力的方向平行于单元坐标系。面应力可用于单元的任意边(KEYOPT(6);面(I-J-N-M)和面
K-L-P-O)的坐标系在图95.2 " SOLID95应力输出"描述,其他面的坐标系的方位和压力面节点描述的相似。只有条件与Element Solution 规定相符合时,面的输出才有效。SXY是对应表面的内部平面的剪应力,在Solution Output
中给出了解决结果的一般描述,请参看ANSYS Basic Analysis Guide
获得查看结果的方法。



单元输出定义表使用如下标记:
在名称列中的冒号 () 表示该项可以用分量名方法[ETABLE, ESOL] 处理;O 列表示该项可用于Jobname.OUT
文件;R 列表示该项可用于结果文件。无论 O列或 R 列,Y 表示该项总是可用的,一个数字表示表的一个注解,其中说明了使用该项的条件;而减号 "-" 表示该项不可用。
表95.1 SOLID95 单元输出定义





O


R

EL

单元号

Y


Y

CORNER NODES

节点-I,J,K,L
M, N, O, P

Y


Y

MAT

材料编号


Y


Y

VOLU

体积

Y


Y

XC,YC、ZC
结果显示点位置

Y


5

PRES
压力,P1 在节点 J,IP2 K,JP3 L,KP4 I,L

Y


Y

TEMP
温度 T(I), T(J), T(K), T(L) T(M), T(N), T(O)T(P)

Y


Y

S:X,Y,Z,XY,YZ,XZ
应力,(对平面应力单元
SYZ=SXZ=0.0

Y


Y

S:1,2,3
主应力

Y


Y

S:INT
应力强度

Y


Y

S:EQV
当量应力

Y


Y

EPEL:XYZ,XY,YZ,XZ
单元的弹性应变

Y


Y

EPEL:1,2,3
单元的弹性主应变

Y


-

EPEL:EQV
单元的当量弹性应变[6]

Y


Y

EPTH:X, Y, Z, XY, YZ, XZ
单元的平均热应变

1


1

EPTH:EQV
单元的当量热应变[6]

1


1

EPPL:X,Y,Z,XY,YZ,
XZ
单元的塑性应变


1

1
EPPL:EQV
单元的当量塑性应变[6]

1


1

EPCR: X,Y,Z,XY,YZ,XZ
平均蠕变应变
1
1
EPCR:EQV
当量蠕变应变[6]
1

1

EPSW
膨胀应变
1
1
NL:EPEQ
节点的当量塑性应变
1

1

NL:SRAT
节点的真实应力与屈服面应力之比
1


1

NL:SEPL
节点在应力-应变曲线上的当量应力
1

1

NL:HPRES
节点静水压力
-

1

FACE
面标号


2
AREA
面的面积
2
2
TEMP
面的平均温度
2

2

EPEL(X,Y,XY)
面的弹性应变
2
2
PRES
面的压力
2
2
S(X,Y,XY)
面应力(与x轴平行,并有前两
个节点定义的直线确定的 面)

2
2
S(1,2,3)
面主应力
2
2
SINT
面的应力强度
2
2
SEQV
面的当量应力
2
2
FC1,…,FC6,FCMAX
失败准则数值及积分点的极限值

3

-
FC
失败准则标号

4


Y

VALUE
此准则的最大值,如果数值超过
9999.999,9999.999就会显示

4


Y

LN
极限点出现处的层数

4


Y

EPELF (X, Y, Z, XY, YZ, XZ)
弹性应变(引起此单元准则出现
极限值的变量)

4


Y

SF(X, Y, Z, XY, YZ, XZ)
引起此单元准则出现极限值的
应力(在层的局部坐标系中)

4


Y

LOCI:X, Y, Z
积分点的位置

-


Y


1、非线性结果, 只有在单元为非线性材料特性时才输出。
2、面输出 (如果 KEYOPT(6) 1,2, 4)
3、只有KEYOPT(1) = 1, KEYOPT (5) = 1时才输出,并且失败准则用(TBFAIL)标出
4、对失败准则计算的总结,在每次失败时,输出应力应变的值和所有准则的最大极限值,遵循上面第三条
5、仅用于 *GET
命令,给出单元中心处结果
6、当量应变使用有效泊松比:对于弹性和热问题,该值由用户给出 (MP,PRXY 命令);对于塑性和蠕变问题,该值为 0.5
表95.2
SOLID95其他单元输出

描述
项目输出名称
O
R
非线性积分点输出
EPPL, EPEQ, SRAT, SEPL, HPRES, EPCR
1
-
积分点应力输出
TEMP, S, SINT, SEQV, EPEL
2
-
节点应力输出
TEMP, S, SINT, SEQV, EPEL
3
-




1、如果KEYOPT(6) = 3 并且材料为非线性,在每个积分点输出
2、如果KEYOPT(5) = 2,在每个积分点输出
3、如果KEYOPT(5) = 1,在每个积分点输出
注意:
对于轴对称问题且KEYOPT(3) = 1, 输出的 X, Y, Z, XY  应力、应变分别为径向、轴向、环向应力、应变和面内、面外剪切应力、应变。


95.3: "
SOLID95输出项目和序列号”列出了通过过 ETABLE
命令,采用序列号方法输出的内容列表。更多信息见"ANSYS基本分析指南" 中关于一般后处理 (POST1)
部分和本手册中关于"输出项和序列号表"部分。在 95.3: "
SOLID95输出项目和序列号”
中使用以下标志:

名字:
与表95.1 SOLID95 单元输出定义的相同
项目:
用于 ETABLE
命令的预先定义的输出项;
I,J,...,P
表95.3
SOLID95
节点序列号
输出量名 称

ETABLE
和 ESOL 命令输入
项目

I
J
K
L
M
N
O
P
P1
SMISC
2
1
4
3
-
-
-
-
P2
SMISC
5
6
-
-
8
7
-
-
P3
SMISC
-
9
10
-
-
12
11
-
P4
SMISC
-
-
13
14
-
-
16
15
P5
SMISC
18
-
-
17
19
-
-
20
P6
SMISC
-
-
-
-
21
22
23
24
S:1
NMISC
1
6
11
16
21
26
31
36
S:2
NMISC
2
7
12
17
22
27
32
37
S:3
NMISC
3
8
13
18
23
28
33
38
S:INT
NMISC
4
9
14
19
24
29
34
39
S:EQV
NMISC
5
10
15
20
25
30
35
40
下面的项目输出只有在KEYOPT(1)=1时才能使用,同时失败的准则信息在(TBFAIL)标出。
输出量名称
ETABLE 和 ESOL 命令输入

项目
号码
FCMAX
NMISC
61
VALUE
NMISC
62
FC
NMISC
62 + 15(N-1) + 1
VALUE
NMISC
62 + 15(N-1) + 2
LN (=1)
NMISC
62 + 15(N-1) + 3
EPELFX
NMISC
62 + 15(N-1) + 4
EPELFY
NMISC
62 + 15(N-1) + 5
EPELFZ
NMISC
62 + 15(N-1) + 6
EPELFXY
NMISC
62 + 15(N-1) + 7
EPELFYZ
NMISC
62 + 15(N-1) + 8
EPELFXZ
NMISC
62 + 15(N-1) + 9
SFX
NMISC
62 + 15(N-1) + 10
SFY
NMISC
62 + 15(N-1) + 11
SFZ
NMISC
62 + 15(N-1) + 12
SFXY
NMISC
62 + 15(N-1) + 13
SFYZ
NMISC
62 + 15(N-1) + 14
SFXZ
NMISC
62 + 15(N-1) + 15
注解:
N 表示失败准则标号,N=1,表示第一个失败准则,N=2,表示第二个失败准则,等等,参看手册的Surface Solution
查看面的序列号及项目以及ETABLE命令的输出。
SOLID95 假定与限制:
单元体积不能为零;
单元不能扭转,从而导致两个独立的实体,通常编号不合适时就会出现此情况;
单元编号要么遵循图95.1“SOLID95 Geomrtry” ,要么把平面IJKL和MNOP交换;
移除中间节点的边表明了线性变换转移,而不是沿边的非线性变换,关于中间节点的使用详见ANSYS Modeling and Meshing Guide
中的Quadratic Elements(Midside Nodes)章节;
金字塔退化形式使用时应该谨慎,当退化后,单元的大小为了缩小应力梯度会变小,一般金字塔单元使用于倒角或网格过渡的区域;
SOLID95 产品的限制
对于以下产品,将在上述一般假设和限制的基础上再增加一定的限制:
ANSYS 专业人员
·材料的阻尼 (DAMP) 特性不能用;
·特定功能中只有应力刚度可以使用;
·KEYOPT(6) = 3 (输出各积分点处的非线性结果) 不能用

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水幽寒 发表于 2007-7-7 21:14:22
再具体的我就没有看过了,只能是这些了
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