众所周知,在定义BEAM189x时,一般需要提供截面方位点L,如图1(a)所示。无论是内置截面还是自定义截面都有截面上的y和z轴及截面坐标原点都已固定(图1(b)),此y和z轴也是单元坐标系的y和z轴方向,截面坐标原点是否为x轴由SECOFFSET命令确定;而z轴的指向(或者说截面的方位)则通过方位点L确定,即截面总是垂直IJL三点组成的平面,且z轴总是指向方位点L一侧。通过方位点L的位置可设置截面的方位,如工字型截面大头在下、或工字型截面H型用等等。
无方位点L时,也可定义该单元,此时单元y轴方向缺省为平行于整体坐标系的XOY平面;若单元的x轴平行于整体坐标系的Z轴(或偏角在0.01%之内),则单元的y轴平行于整体坐标系的Y轴。
钢桁梁桥多采用工字型或H型或箱型杆件,尤其是中等跨度钢桁梁工字型杆件居多,且工字型翼缘与桁架平面平行,如封面图片(摄影张浩)所示。
对于钢桁架桥(简支或连续、双主桁或三主桁、桁梁或拱)主桁杆件,因内置截面如图1(b)所示,此时有两种方法定义截面方位点,(1)是分别在下弦平面和上弦平面定义两个方位点,各个腹杆的工字型腹板定义方位点,如此将有很多个方位点,且使用LATT逐个定义,这种方法很不方便。(2)是在垂直主桁平面外无限远处定义一个方位点,然后利用该方位点定义弦杆和腹杆截面,但此法略显纠结和不安。
实际上,最简单的方法是利用BEAM189单元默认方位实现工字型截面翼缘平行于主桁平面,即无需方位点,不填写LATT定义时方位点信息。
例如图2所示桁架,假定主桁上、下弦杆采用相同截面,而腹杆(包括斜杆和竖杆)也采用相同截面,命令流如下:
!创建几何模型
FINISH$/CLEAR$/PREP7
HG=10$HJJ=8$HK=5.8$JJS=8
K,1$K,2,HJJ$K,3,2*HJJ
K,4,HJJ,HG$L,1,2$L,2,3
L,1,4$L,2,4$L,3,4
LGEN,JJS/2,ALL,,,2*HJJ
LSEL,NONE
K,50,2*HJJ,HG
L,KP(HJJ,HG,0),50
L,50,KP(3*HJJ,HG,0)
L,KP(2*HJJ,0,0),50
LGEN,JJS/2-1,ALL,,,2*HJJ
LSEL,ALL$NUMMRG,ALL$NUMCMP,ALL
!定义两种梁截面
ET,1,BEAM189,0
MP,EX,1,2.1E11$MP,PRXY,1,0.3
SECTYPE,1,BEAM,I,FG
SECDATA,0.44,0.44,0.46,0.012,0.012,0.01
SECTYPE,2,BEAM,I,XG
SECDATA,0.46,0.46,0.46,0.02,0.02,0.012
!定义线的单元和截面信息
!上下弦杆--无方位点
LSEL,S,LOC,Y,0$LSEL,S,LOC,Y,HG
LATT,1,,1,,,,2
!腹杆--无方位点
LSEL,S,LOC,Y,0.4*HG,0.6*HG
LATT,1,,1,,,,1
LSEL,ALL$ESIZE,1$LMESH,ALL
/ESHAPE,1
EPLOT!图2(b)(c)
对某些结构,巧用ANSYS默认(缺省)设置可以减少工作量,提高建模效率。但往往是想不到或没看到等原因,从而导致较大的花费,因此应该经常浏览一下相关资料。
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