案例2 - 桁架桥谐响应分析

1.案例介绍

随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力。谐响应分析可以帮助评估和预测桁架桥在外部激励下的动态响应，并为工程设计、安全评估和风险分析提供依据。

2.流程介绍

• 前处理与求解设置
  • 学习如何导入几何，自动生成网格
  • 学习如何导入模型网格
  • 学习如何设置模型与材料相关选项
  • 学习如何求解计算
• 后处理结果分析展示
  • 兴趣点结果
  • 结果云图

步骤一：导入几何

进入谐响应分析模块，点击“几何”，上传几何文件Truss_bridge_mod.stp，本案例几何名为Truss_bridge_mod。如下图所示：

步骤二：几何分组

点击“几何”前的“+”，弹出分组选项，可以分别创建“点”、“线”、“面”三种类型的组，“体”组系统会自动生成。
点击后面“+”，选择添加面组，鼠标点击几何目标面进行选择施加位置。这里创建两个面组，face1是底面两个面，face2是桥面所有的面。

步骤三：划分网格

点击“网格”，类型选择“几何生成”，“网格划分方法”选择“手动划分”，精度调至最大。并设置单元最大尺寸为2.2m，最小尺寸为0.09m。设置完毕后点击最下方的“生成网格”，等网格划分成功后，会显示网格信息。

步骤四：兴趣点

通过坐标选择一个兴趣点。

步骤五：接触设置

本案例无接触

步骤六：单元设置

单元设置主要目的是设置单元类型，在响应谱分析模块中，单元类型可以设置为三维完全积分单元与三维缩减积分单元两种；网格类型可分为一阶网格与二阶网格两种。当单元设置为手动时，可对子模型进行单元设置。设置如下图所示：

步骤七：材料设置

点击“材料”后的“+”，选择材料库中“铁”的参数，将其赋值于体“volume_group”上。

步骤八：边界条件与载荷

点击“边界条件与荷载”后的“+”，选择“弹性支撑”，刚度K=1e10，施加位置为底下两个面face1；

再次添加边界“面分布荷载”，对Z向施加压强-100000Pa，施加面在face2。“放缩系数”为1，“相位角”为30度。

步骤九：求解器设置

求解器采用默认设置

步骤十：时间步&资源

点击“时间步&资源”，在“激励频率”处选择“固定频率”，“频率”为80，“计算核数”为16核，“最大计算时间”7200s。

步骤十一：结果配置&计算

1）物理场 使用默认设置

2）兴趣点结果提取 激活兴趣点开关，并选择相应的物理量及其分量。

3）点击“仿真计算”，开始计算，直至提示成功即可。操作如下图所示：

步骤十二：结果展示

点击“仿真计算”前“+”，可以看见两种计算结果。

1）兴趣点结果提取

2）结果云图