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如何在ANSYS中模拟橡胶隔震支座

(2011-07-19 20:18:24)
标签:

杂谈

分类: 工程软件

 

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

 

 

http://s11/middle/6d963b354a86b3817dc0a&690

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。 combin40单元的实常数主要有:K1K2CFSLIDEGAP。由combin40力学原理图,可以得到这些实常数的选取方法:K2=KdK1=Ku-KdFSLIDE=QdGAP=0C为阻尼系数。
这样,一个隔震支座由三个单元所组成,combin40X方向)、combin40Y方向)、combin14Z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。

 

 

 

 

 

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