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单桩在稳态激振下的动态问题 [复制链接]

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离线wangyuan1510
 

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2011-03-22
本模型为一个单桩在竖向激振力为5N频率为10HZ的动态问题。
其中,桩体参数:单桩直径0.32m,桩长8m,杨氏模量E为20000Mpa,泊松比为0.25,容重24.5KN/m3;
土体参数:
桩周土:
杨氏模量5Mpa,泊松比0.35,容重18KN/m3,粘聚力3kpa,内摩擦角20度,剪胀角0.1度
桩底土:杨氏模量8Mpa,泊松比0.35,容重18KN/m3,粘聚力0.1kpa,内摩擦角35度,剪胀角10度
本模型中,按对称性取模型的一半进行分析,远场用无限元模拟。
模型建立及求解
步骤一:建立部件。在part模块中执行creat命令,建立如下图二维平面模型。土体取80*80m的范围,桩体取一半其中各部分名称如下图所示。图中1,2,3,4区域为无限元区域。

步骤二:设置材料及截面特性。土体模型用Mohr-Coulomb 模型进行模拟。按所给参数进行输入。
步骤三:装配部件,在Assembly模块中,执行instance /creat 命令,建立相应的instance.
步骤四:定义分析步:在Step模块中建立一个类型为steady-state dynamics,direct的分析步load,并将lower frequency 和upper frequency设置为10。其它为默认值。
步骤五:定义荷载,边界条件。在load模块中,执行BC/CREAT 命令,在initial分析步中限定模型左侧的水平位移,由于模型底部和右部将用无限元模拟,所以无需设置边界条件。执行creat load 建立名为load的集中力,分析步为load,选定桩的顶部中心为作用点,在CF2方向定义激振力为-0.005KN(由于前面定义材料属性时,采用的是千牛单位,这里单位与步骤二统一。)


步骤六:划分网格。进入mesh模块,将环境栏中object选项为part,执行mesh/controls命令,选择单元形状为四边形,选择划分技术为sweep,并且将无限元部分SWEEP箭头定义为向远场方向,后面定义无限元的时候节点顺序不用改变。选择CPER4为有限元区域的单元类型,选择CPSR4为无线元区域类型,这里选择不同的单元类型是为了最后定义无限元的时候,各个单元不用再逐个进行筛选出来重新定义,那样比较麻烦。
执行seed edges 在有限元区域,沿近场向远场种子密度逐渐减小,在无限元区域,只布置一个种子,这样以达到模型最外层的单元为无限元的目的。最后执行mesh/part对模型进行网格剖分,有限元网格如图。

剖分网格之后执行VIEW—Assembly display options ,mesh 选项卡,显示单元编号及节点编号,检查无限元区域单元节点是否按无限元方式排列,确保单元的前两个节点是有限元和无限元交界面的节点,后两个节点是远场节点,并且四个节点为逆时针顺序编号。经检查按前述步骤建立无限元单元,单元编号为无限元单元节点编号顺序。
步骤七:建立任务。进入JOB模块,建立名为soil-inf的任务。执行job/ write input ,生成任务文件。
步骤八:修改inp文件,定义无限元,打开soil-inf.inp文件,找到*Element, type=CPSR4语句,这句下面就是定义的无限元网格,将其语句更改为*Element, type=CINPE4。保存退出。
步骤九:在job模块,新建任务soil-inf1,将source改为input file,将刚刚修改的INP文件选中,点击continue,其余默认。提交运算。


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