如何在ANSYS中模拟橡胶隔震支座

标签:
杂谈 |
分类: 工程软件 |
在ANSYS中,没有现成的隔震支座单元。然而隔震支座的力学模型可以简化为由水平两方向的非线性弹簧、粘滞阻尼器以及竖向的线性弹簧所组成,并且ANSYS提供了一系列的弹簧阻尼等连接单元。这样,我们可以用若干单元相组合的方式来实现隔震支座的模拟。
竖向刚度的模拟采用combin14单元。在两个水平方向采用combin40单元,该单元可以引入双线性的强化模型、粘滞阻尼的影响。
http://s13/middle/6d963b350773deb830f0c&690
combin40力学原理图
隔震垫单元图
隔震垫水平方向基本参数主要有:Ku(屈服前刚度)、Kd(屈服后刚度)、Qd(屈服力)、阻尼比。
而combin40单元的实常数主要有:K1,K2,C,FSLIDE,GAP。由combin40力学原理图,可以得到这些实常数的选取方法:K2=Kd,K1=Ku-Kd,FSLIDE=Qd,GAP=0,C为阻尼系数。
这样,一个隔震支座由三个单元所组成,combin40(X方向)、combin40(Y方向)、combin14(Z方向),三单元不相交的各自节点约束所有自由度,交点处节点约束转动自由度(基底隔震垫),若设为层间隔震垫(如照片中的一层顶隔震),则耦合combin14两端的转动自由度(其中一端的节点与下部结构共享)。
其中:GAP-间隙大小;假如GAP等于零,接触面不能打开。假如GAP是负值,有初始冲突。
http://s15/middle/6d963b354a86b4f383e3e&690
建立支座上下两个节点,然后在这两个节点分间别建立三个弹簧单元(两个combin14与一个combin40),弹簧的方向通过改变弹簧单元keyopt来实现,combin14修改keyopt(2),combin40修改keyopt(3)来指定弹簧方向。