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1、ANSYS有限元分析作业1.工程背景 房屋刚性独立基础 当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时，基础常采用方形、圆柱形和多边形等形式的独立式基础，是整个或局部结构物下的无筋或配筋基础。本例以独立坡形基础为例。 2.几何参数及材料 底部：3m*3m，全高：1.8m，上部平台面积：0.6m*0.6m，斜坡坡高：1.2m，坡脚：45， 截面为正方形，选取1/2的单向简化模型。 桩体材料：线弹性材料，弹性模量GPa，泊松比0.2，密度2700kg/m3 土体材料：DP材料，弹性模量25MPa，泊松比0.45，密度2000kg/m3，粘聚力10，摩擦角30，膨胀角30 3.建模过程 前处理 1
2、定义单元类型及材料属性 2建立平面模型 3进行网格划分 4拉伸成体 加载及求解 1施加约束(整体模型的对称面X=0处施加对称约束，模型底面Y=-2施加全自由度约束，顶面为自由面，其余三个侧面约束其平面外的平动自由度) 2施加重力荷载 3施加上部约束 后处理 1自重荷载下的受力及变形 2施加约束后的结果 4.命令流 /CLEAR /prep7 et,1,plane182 et,2,solid65 mp,ex,1,2.5e10 !桩的弹性模量 mp,nuxy,1,0.2 !桩的泊松比 mp,dens,1,2700 !桩的密度 mp,ex,2,2.5e7 !土的弹性模量 mp,nuxy,2,0.45
3、 !土的泊松比 mp,dens,2,2000 !土的密度 tb,dp,2 tbdata,1,10,30,30 !粘聚力c为10,摩擦角为30度,膨胀角为30 !keypoints k,1 ！建立模型关键点 k,2,1.5 k,3,1.5,0.3 k,4,0.3,1.5 k,5,0.3,1.8 k,6,0,1.8 k,7,1.5,1.8 k,8,4,1.8 k,9,4,0 k,10,4,-2 k,11,0,-2 *do,i,1,5 ！连接关键点成线 l,i,i+1 *enddo l,1,6 l,3,7 l,5,7 *do,i,7,10 l,i,i+1 *enddo l,2,9 l,11,1 /p
4、num,line,1 lplot al,1,2,3,4,5,6 ！显示直线编号 al,3,4,8,7 ！绘制直线 al,2,7,9,10,13 ！围成基础面 al,1,13,11,12,14 ！生成土体面 /pnum,area,1 aplot aglue,all ！显示面 nummrg,all ！粘贴各部分 numcmp,all lsel,s,2,8,1 ！选择直线 lsel,u,3 ！去除L3 lesize,all,0.15 ！设定划分尺寸 lsel,s,3 ！选择L3 lesize,all,10 ！分10份 lsel,s,all ！反选L2-L8 lsel,u,2,8,1 lesize,a
5、ll,0.15 ！设置划分直线尺寸 amesh,1,4 ！划分面 EXTOPT,ESIZE,3,0, !拉伸成体1 设置单元份数 EXTOPT,ACLEAR,1 ！清除多余 type,2 mat,1 VEXT,1,-0.6 type,2 mat,2 VEXT,2,4,-0.6 nummrg,all numcmp,all allsel /view,1,1,1,1 eplot FINISH /SOL ASEL,S,LOC,X,0 ！进入求解模块 DA,ALL,SYMM ！选择X=0的面 ASEL,S,LOC,X,4 ！施加对称约束 DA,ALL,UX ASEL,S,LOC,Z,0 ASEL,A,L
6、OC,Z,-0.6 DA,ALL,UZ ASEL,S,LOC,Y,-2 ！选择底面 DA,ALL,ALL ！约束所有自由度 ALLSEL !选择实体 ACEL,0,9.8,0 ！施加重力加速度 solve ！求解 finish /solu ！重新进入求解 ASEL,S,10 ！选择顶面a10 SFa,ALL,PRES,50000 ！加压 ！ ANTYPE,STATIC ！类型为静力分析 TIME,1 ！时间 NSUB,100 ！荷载步数 OUTRES,ALL,ALL ！结果输出 ALLSEL GPLOT ！绘图设置 SOLVE FINISH /POST1 ！进入后处理 SET,FIRST,FI
7、RST ！读取数据 PLNSOL,U,Y ！绘制Y方向位移图 PLNSOL,S,Y,0,1 ！应力图 PLNSOL,S,EQV,0,1 ！等效应力云图 PLNSOL,NL,EPEQ,0,1 /PBC,ALL,0 /PBC,NFOR,1 SET,LAST ！读取 PLNSOL,U,Y PLNSOL,S,Y,0,1 PLNSOL,S,EQV,0,1 PLNSOL,NL,EPEQ,0,1 LCDEF,1,1,1, LCDEF,2,1,15 LCASE,2 LCOPER,SUB,1 PLNSOL,U,Y PLNSOL,S,Y,0,1 /REPLOT,RESIZE /VIEW,1,1,1,1 /ANG,1 /REP,FAST /VIEW,1,1,2,3 /ANG,1 /REP,FAST FINISH ! /EXIT,ALL ！累计塑性变形云图 5.上机运行图
