案例8 - 埃菲尔铁塔谐响应分析

1.案例介绍

埃菲尔铁塔（Eiffel Tower）是位于法国巴黎的一座著名建筑和旅游景点，于1889年完工，它是巴黎的象征之一，也是世界上最著名的建筑之一。埃菲尔铁塔的高度约为330米（包括广播天线的高度），共有三个观景平台供游客参观。该铁塔建造时采用了先进的结构设计和工程技术，主要由铁和钢材料组成，它采用了独特的菱形格架结构，使得整个铁塔在外观上具有轻盈而优雅的形态。
埃菲尔铁塔作为一座高耸的建筑物，其结构设计和稳定性至关重要。通过谐响应分析，可以评估铁塔在不同频率下的振动响应，帮助设计师优化结构设计，确保其稳定性和安全性。

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：导入网格

进入谐响应分析模块，点击“网格”，“类型”选择“上传网格”，点击“上传网格”，本案例网格名为Tower_MED。如下图所示：

步骤二：兴趣点

点击“兴趣点”后的“+”，通过坐标，选择两个兴趣点。

步骤三：接触设置

本案例无接触

步骤四：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：

步骤五：材料设置

点击“材料”，进入材料库选择材料“铁”，将所有体组都赋予铁的材料属性。

步骤六：边界条件与载荷

点击“边界条件与荷载”后的“+”，选择“固定支撑”，施加位置为底面bottom；

再次添加边界荷载“基础激励”，在X向以及Z向设置加速度为5米每平方秒，“相位角”为0度。

步骤七：求解器设置

采用默认设置

步骤八：时间步&资源

点击“时间步&资源”，在“激励频率”处选择“频率列表”，“起始频率”为1，“结束频率”为50，“频率步进”为5，“计算核数”为16核，“最大计算时间”3600s。

步骤九：结果配置&计算

1）物理场 物理场添加如下图所示：其中包含系统默认设为物理场，非默认的物理场需要点击“物理场”后的“+”进行选择添加。

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：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

总位移：

总应力（将最大值调至6次方级）：

等效应力（将最大值调至6次方级）：