案例8 - 埃菲尔铁塔响应谱分析

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。
响应谱分析可以评估埃菲尔铁塔在不同频率和幅值的振动或冲击下的响应，从而确定其是否会受到共振、过度振动或潜在的结构破坏。这对于确保铁塔在各种环境条件下的安全运行至关重要；还可以监测埃菲尔铁塔的结构健康状况，通过对铁塔在不同频率和幅值的振动下的响应进行监测和分析，可以及时发现潜在的结构损伤或问题，为维护和修复提供依据。

案例介绍

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
- 统计表格
- 兴趣点结果
- 结果云图

步骤一：导入网格

进入响应谱分析模块，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：

步骤一：导入网格

图2.1导入网格

步骤二：兴趣点

点击“兴趣点”后的“+”，通过坐标，选择两个兴趣点。

步骤二：兴趣点

图2.2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：

步骤四：单元设置

图2.3单元设置

步骤五：材料设置

点击“材料”后的“+”，选择材料库中“铁”的参数，将其赋值于所有体组上。

步骤五：材料设置

图2.4材料设置

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；

步骤六：边界条件设置

图2.5边界条件与载荷

步骤七：求解器设置

点击“求解器”前“+”，弹出“前置模态分析设置”和“响应谱分析设置”。

1）前置模态分析设置

“提取模态阶数”设为8，其余选项使用默认设置

步骤七：前置模态分析设置

图2.6前置模态分析设置

2）响应谱分析设置

“分析类型”选择“一致”，“响应谱类型”选择“加速度”，勾选“X方向响应谱”和“Z向响应谱”，设置“放缩系数”分别为10和5。点击下方“+ 响应谱”，弹出“响应谱1”的设置页面，对其设置“阻尼比”为0.01，“响应谱数据”在表格中编辑。“模态阻尼比”用表格给出，关闭“质量修正”开关，“模态合成方法类型”选择“平方根相加法”，“方向合成方法”选择“40%法”。

步骤七：响应谱分析设置