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隧道及地下工程ANSYS實例分析_第5章_雙線鐵路隧道襯砌結構設計力學分析.doc

資源ID：1345425 資源大小：47.50KB 全文頁數：22頁
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隧道及地下工程ANSYS實例分析_第5章_雙線鐵路隧道襯砌結構設計力學分析.doc

1、5.1 二次襯砌結構力學分析/TITLE，Mechanical analysis on railway tunnel 2nd lining ! 確定分析標題/NOPR !菜單過濾設置/PMETH，OFF，0KEYW，PR_SET，1 KEYW，PR_STRUC，1 !保留結構分析部分菜單/COM， /COM，Preferences for GUI filtering have been set to display:/COM， Structural !/PREP7 !進入前處理器ET，1，BEAM3 !設置梁單元類型ET，2， COMBIN14 !設置彈簧單元類型R，1，0.4，0.00533

2、33，0.4，，，， !設置梁單元幾何常數R，2，400e6，，， !設置彈簧單元幾何常數MPTEMP， !設置材料模型MPTEMP，1，0 MPDATA，EX，1，30.0e9 !輸入彈性模量MPDATA，PRXY，1，0.2 !輸入泊松比MPTEMP， !設置材料模型MPTEMP，1，0 MPDATA，DENS，1，2500 !輸入密度SAVE !保存數據庫1建立幾何模型K, 1, , , , !創建關鍵點（隧道二次襯砌）K, 2, 4.71, -1.82, , K, 3, -4.71, -1.82, , K, 4, 0, -3.75, , K, 5, 0, 5.05, , K,

3、 20, 5.6, -2.162, , !創建關鍵點（地層彈簧）K, 30, -5.6, -2.16, , K, 40, 0, -4.75, , K, 50, 0, 6, , !創建隧道襯砌線LARC, 2, 5, 1, 5.05, !創建圓弧線（拱頂部）LARC, 5, 3, 1, 5.05, LARC, 2, 3, 4 !創建圓弧線（仰拱部）! 創建地層彈簧線LARC, 20, 50, 1, 6, !創建圓弧線（拱頂部）LARC,50, 30, 1, 6,LARC, 20, 30, 40 !創建圓弧線（仰拱部）SAVE !保存數據2單元網格劃分設置單元大小并將所有直線劃分單元，其單元圖如圖

4、5-8所示。LESIZE,ALL, , ,10, ,1, , ,1, !設置單元大小, 每條弧線劃分成10個單元TYPE, 1 !設置將要創建單元的類型MAT, 1 !設置將要創建單元的材料REAL, 1 !設置將要創建單元的幾何常數LMESH,1,6,1 !將所有直線劃分單元/PNUM, KP, 0 !以下為顯示單元編號和顏色/PNUM, ELEM, 1/REPLOT !重新顯示SAVETYPE, 2 !設置將要創建單元的類型MAT, 1 !設置將要創建單元的材料REAL, 2 !設置將要創建單元的幾何常數E, 1,31 !通過兩個節點創建彈簧單元E, 2,32E,3,33E,4,34E,5

5、,35E,6,36E,7,37E,8,38E,9,39E,10,40E,11,41E,12,42E,13,43E,14,44E,15,45E,16,46E,17,47E,18,48E,19,49E,20,50E,21,51E,22,52E,23,53E,24,54E,25,55E,26,56E,27,57E,28,58E,29,59E,30,60Lclear,4,6,1 !清除用于創建地層彈簧單元的外層梁單元LDELE,4, 6,1 ,1 !刪除外層直線Finish !返回Main Menu 主菜單5.1.2 加載與求解/SOL !進入求解器d,31,ux,0,0,60,1,uy, !在“Ux

6、”和“Uy”兩個方向的施加約束ACEL, 0, 10, 0, !在Y方向施加重力加速度F, 2 ,Fx, 0 !在節點上施加X方向集中力F, 13 ,Fx, 43554.43356F, 14 ,Fx, 86574.64508F, 15 ,Fx, 128464.6048F, 16 ,Fx, 168285.8813F, 17 ,Fx, 204799.5937F, 18 ,Fx, 236448.4444F, 19 ,Fx, 261396.9365F, 20 ,Fx, 277795.0781F, 21 ,Fx, 283894.0611F, 12 ,Fx, 247397.3915F, 30 ,Fx, 1

7、90308.0663F, 29 ,Fx, 149683.6899F, 28 ,Fx, 103226.8339F, 27 ,Fx, 52665.0399F, 26 ,Fx, 0F, 25 ,Fx, -52665.0399F, 24 ,Fx, -103226.8339F, 23 ,Fx, -149683.6899F, 22 ,Fx, -190308.0663F, 1 ,Fx, -247397.3915F, 3 ,Fx, -283894.0611F, 4 ,Fx, -277795.0781F, 5 ,Fx, -261396.9365F, 6 ,Fx, -236448.4444F, 7 ,Fx, -2

8、04799.5937F, 8 ,Fx, -168285.8813F, 9 ,Fx, -128464.6048F, 10 ,Fx, -86574.64508F, 11 ,Fx, -43554.43356F, 2 ,Fy, -449636.88 !在節點上施加Y方向集中力F, 13 ,Fy, -441210F, 14 ,Fy, -416229.66F, 15 ,Fy, -375629.1F, 16 ,Fy, -320951.4F, 17 ,Fy, -254238.6F, 18 ,Fy, -178008.6F, 19 ,Fy, -95102.7F, 20 ,Fy, 0F, 21 ,Fy, 82772

9、.64F, 12 ,Fy, 259324.92F, 30 ,Fy, 413398.46F, 29 ,Fy, 454320.04F, 28 ,Fy, 484308F, 27 ,Fy, 502604.08F, 26 ,Fy, 508719.08F, 25 ,Fy, 502604.08F, 24 ,Fy, 484308F, 23 ,Fy, 454320.04F, 22 ,Fy, 413398.46F, 1 ,Fy, 259324.92F, 3 ,Fy, 82772.64F, 4 ,Fy, 0F, 5 ,Fy, -95102.7F, 6 ,Fy, -178008.6F, 7 ,Fy, -254238.

10、6F, 8 ,Fy, -320951.4F, 9 ,Fy, -375629.1F, 10 ,Fy, -416229.66F, 11 ,Fy, -441210SaveNROPT, FULL, , !采用全牛頓拉普森法進行求解Allsel !選擇所有內容Outres, all, all !輸出所有內容Solve !求解計算Finish !求解結束返回Main Menu 主菜單SAVE5.1.3 后處理1初次查看內力和變形結果/POST1 !進入后處理器PLDISP, 1 !繪制變形和未變形圖ETABLE, , SMISC, 6 ! 6、12表示彎矩ETABLE, , SMISC, 12 ETABL

11、E, , SMISC, 1 ! 1、7表示軸力ETABLE, , SMISC, 7 ETABLE, , SMISC, 2 ! 2、8表示剪力ETABLE, , SMISC, 8 查看內力, 包括彎矩、軸力和剪力，如圖5-12、圖5-13和圖5-14所示。路徑：General Postproc Plot Results Contour Plot Line Elem Res。PLLS, SMIS6, SMIS12, -1, 0 !繪制彎矩圖ESEL,R,TYPE,1 !僅顯示單元類型1PLLS, SMIS1, SMIS7, 1, 0 !繪制軸力圖PLLS, SMIS2, SMIS8, 1, 0 !

12、繪制剪力圖2去除受拉彈簧再計算Finish !結束后處理器操作/sol !進入求解器Ekill,62 !殺死62號地層彈簧單元Ekill,71Ekill,70Ekill,73Ekill,74Ekill,88Ekill,86Ekill,87Ekill,85Ekill,86SAVEAllsel !選擇所有內容Solve !求解計算Finish !求解結束返回Main Menu 主菜單SAVE3查看最后計算結果/POST1ETABLE, REFL !更新單元表數據PRETAB, SMIS6, SMIS12, SMIS1, SMIS7, SMIS2, SMIS8 !打印單元表數據PRNSOL, DOF

13、, !打印節點位移5.2 臺階法施工過程仿真分析1材料、實常數和單元類型定義/TITLE，Mechanical analysis on railway tunnel 1nd lining ! 確定分析標題/NOPR !菜單過濾設置/PMETH，OFF，0KEYW，PR_SET，1 KEYW，PR_STRUC，1 !保留結構分析部分菜單/COM，Preferences for GUI filtering have been set to display:/COM， Structural /PREP7 !進入前處理器ET,1,PLANE42 !設置實體單元類型KEYOPT,1,1,0KEYOPT,

14、1,2,0KEYOPT,1,3,2 !設置為平面應變模式KEYOPT,1,5,0KEYOPT,1,6,0ET，2，BEAM3 !設置梁單元類型ET,3,LINK1 !設置桿單元類型R,1,0.2,0.0008,0.2, , , , !設置梁單元幾何常數R,2,0.0005, , !設置桿單元幾何常數MPTEMP, MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,3.2e9 !輸入彈性模量（圍巖）MPDATA,PRXY,1,0.32 !輸入泊松比（圍巖）MPDATA,DENS,1,2200 !輸入密度（圍巖）MPDATA,EX,2,27.5e9 !輸入彈性模量（噴射混凝土）MPDATA,PRXY,2

15、,0.2 !輸入泊松比（噴射混凝土）MPDATA,DENS,2,2500 !輸入密度（噴射混凝土）MPDATA,EX,3,200e9 !輸入彈性模量（錨桿）MPDATA,PRXY,3,0.3 !輸入泊松比（錨桿）MPDATA,DENS,3,7800 !輸入密度（錨桿）SAVE !保存數據庫2建立幾何模型K,1,0,0, !創建隧道輪廓線關鍵點K,2,5.45,0,K,3,0,5.45,K,4,-5.45,0, K,5,-5.0838,-1.964,K,6,0,-4.15, K,7,5.0838,-1.964,K,8,8.45,0, !創建錨桿加固區域關鍵點K,9,0,8.45,K,10,-8.

16、45,0, K,11,13,0, K,12,0,13, K,13,-13,0,K,14,-13,13, K,15,13,13,K,16,8.45,-8.45, K,17,-8.45,-8.45, K,18,-13,-13, K,19,13,-13, K,20,0,26, !創建計算區域關鍵點K,21,13,26,K,22,-13,26, K,23,-13,-34, K,24,13,-34, K,25,0,-34,K,26,50,-34, K,27,-50,-34, K,28,-50,26, K,29,50,26,K,30,50,13,K,31,50,0, K,32,50,-13, K,33,-

17、50,-13, K,34,-50,0,K,35,-50,13, K,36,0,-8.45K,37,0,-13 K,38,2.8653,-3.5371K,39,-2.8653,-3.5371SAVE LARC,2,3,1,5.45, !* 畫隧道輪廓線LARC,3,4,1,5.45, !* LARC,4,5,1,5.45,LARC, 5, 6, 39 !* LARC,7,2,1,5.45, LARC,8,9,1,8.45, !* 畫錨桿加固區域線LARC,9,10,1,8.45, LSTR, 1, 2 !* 畫其它分割線LSTR, 1, 3 LSTR, 1, 4 LSTR, 1, 6 LSTR,

18、 2, 8 LSTR, 4, 10 LSTR, 8, 11 LSTR, 11, 15 LSTR, 15, 12 LSTR, 12, 9 LSTR, 12, 14 LSTR, 14, 13 LSTR, 13, 10 LSTR, 10, 17 LSTR, 13, 18 LSTR, 8, 16 LSTR, 11, 19LSTR, 17, 36 LSTR, 36, 16 LSTR, 6, 36 LSTR, 36, 37 LSTR, 18, 37 LSTR, 37, 19 LSTR, 37, 25 LSTR, 19, 24 LSTR, 18, 23 LSTR, 14, 22 LSTR, 12, 20 L

19、STR, 15, 21 LSTR, 22, 20 LSTR, 20, 21 LSTR, 23, 25LSTR, 25, 24LSTR, 24, 26 LSTR, 19, 32 LSTR, 11, 31 LSTR, 15, 30 LSTR, 21, 29 LSTR, 22, 28 LSTR, 14, 35 LSTR, 13, 34 LSTR, 18, 33 LSTR, 23, 27 LSTR, 26, 32 LSTR, 32, 31 LSTR, 31, 30 LSTR, 30, 29 LSTR, 27, 33 LSTR, 33, 34 LSTR, 34, 35 LSTR, 35, 28 LSTR

20、, 3, 9 LARC, 6, 7, 38 !*SAVE !保存數據, 生成的直線如圖5-20所示。Al, 8, 1, 9, !采用線創建面，依次創建24個面Al, 9, 2, 10,Al, 10, 3, 4, 11,Al, 11, 60, 5, 8,Al, 12, 6, 59, 1,Al, 59, 7, 13, 2,Al, 27, 26, 23, 12, 5, 60,Al, 27, 25, 21, 13, 3, 4,Al, 14, 15, 16, 17, 6,Al, 17, 7, 20, 19, 18,Al, 20, 21, 25, 28, 29, 22,Al, 30, 24, 14, 23, 26, 28,Al, 39, 31, 29, 33,Al, 40, 32, 30, 31,Al, 41, 51, 42, 32,Al, 42, 52, 43, 24,Al, 43, 53, 44, 15, Al, 44, 54, 45, 36, Al, 16, 35, 38, 36, Al, 18, 34, 37, 35, Al, 47, 58, 46, 34, Al, 48, 57, 47, 19, Al, 49, 56, 48, 22, Al, 50, 55, 49, 33,

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