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《ansys结构有限元高级分析方法与范例应用》----尚守信
第十四章,海洋石油平台结构的动力分析
本节通过计算海洋平台在冰荷载作用下的结构响应,介绍ANSYS瞬态分析的具体操作过程。在高纬度地区,冰荷载是海洋平台的一种重要的载荷形式,由于浮冰的撞击,平台结构再短的时间内完成,具有明显的瞬时效应,因此,采用ANSYS的瞬时分析,计算海洋平台在冰荷载作用下的响应。
!分析选项设置和求解
/SOL
/ANTYPE,TRANSIENT
TRNOPT,FULL
!载荷步1
NSUBST,10,0,0
TIME,1.9
ALPHAD,0.05
BETAD,0.05
OUTRES,ALL,1
F,5,FY,0
F,25,FY,0
LSWRITE,1
!载荷步2
TIME,2
F,5,FY,100000
F,25,FY,100000
LSWRITE,2
!载荷步3
TIME,3
F,5,FY,0
F,25,FY,0
LSWRITE,3
! 载荷步4
TIME,10
NSUBST,50
LSWRITE,4
LSSOLVE,1,4,1
FINISH
!后处理观察位移-时间变化曲线
/POST26
NSOL,2,73,U,Y,UY
/AXLAB,X,TIME
/AXLAB,Y,UY
PLVAR,2
FINISH
14.6 波浪荷载作用下海洋平台的随机分析
本节通过计算海洋平台在波浪荷载作用下的结构响应,介绍ANSYS随机谱分析方法
14.6.1 波浪荷载的简介
波浪力由拖曳力和惯性力组成,通常用MORISON公式计算作用在导管架主导管单位长度上的宗水平力,由于波浪的随机性,采用ANSYS谱分析中的功率谱(psd)分析方法计算平台结构波浪荷载作用下的结构的响应。一般采用P-M谱,
14.6.2 获得谱解
第一步:设置分析类型,
ANTYPE,SPECTRUM
SPOPT,PSD,6,0
PSDUNIT,1,FORC,386.4
PSDFRQ,TBLNO1,TBLNO2,FREQ1,FREQ2,FREQ3,FREQ4,FREQ5,FREQ6,FREQ7,
PSDVAL,TBLNO,SV1,SV2,SV3,SV4,SV5,SV6,SV7,其中,TBLNO1,TBLNO2为表号,FREQ1-FREQ7---功率谱密度-频率表的频点数,重复定义可以高达50个,SV1-SV7为各频率点对应的谱值。
(spopt,sptype,nmode,elcalc)sptype--谱响应方法,SPRS--单点响应谱,MPRS--多点响应谱,DDAM-动力设计分析方法,PSD-随机振动谱,NMODE-使用模态分析的前NMODE阶模态,缺省时为所有模态,但不得大于1000,ELCALC--仅当SPTYPE=PSD时的单元结果计算控制,为NO时,不包括应力响应,为yes时包括应力响应。
PSDUNIT,TBLNO,TYPE,GVALUE,定义功率谱密度的类型,TBLNO--功率谱密度-频率表的个数,TYPE--功率谱密度类型,=disp为位移谱,=velo,为速度谱,=acel为加速度谱,=FORC为力谱,=pres为压力谱,缺省时为加速度谱。
计算谱的参与系数,用命令PFACT,TBLNO,EXCIT,Parcor,excit--指定是对基础激励还是对节点激励,base-为基础激励,node-为节点激励,
设置输出控制项,PSDRES,定义写入文件的输出数据的数量和格式,主要有位移解、速度解和加速度解,每一种解都可以是绝对值和相对于基准值的相对值。PSDRES,ITEM,COMP.
第二步:设置分析选项 第三步:定义激励谱类型,第四步:定义激励谱,第五步:施加PSD激励荷载 第六步:计算PSD激励缩放系数 第七步:设置计算选项 第八步:谱分析求解 第九步:
RPSD, IR, IA, IB, ITYPE, DATUM, Name 计算响应的功率谱曲线,其中,ITYPE--为响应功率谱的类型,=1或0时,为位移谱,=2时为速度谱,=3时为加速度谱。IR--最终的结果变量的标号,IA,IB--为两个操作的变量标号,DATUM--定义PSD参数的计算方式,=1时为绝对值,=2时为相对值。NAME--用于计算和显示时,使用的变量名
谱分析命令流如下:
!谱分析求解选项设置
/SOL
ANTYPE,SPECTRUM
SPOPT,PSD,6,0
PSDUNIT,1,FORC,386.4
PSDFRQ,1,,0.0001,0.0318,0.0478,0.064,0.0796
PSDFRQ,1,,0.0955,0.1146,0.1274,0.1592,0.1911
PSDFRQ,1,,0.2229,0.2548,0.3185,0.4777,0.7962
PSDFRQ,1,,1.5924,5
PSDVAR,1,0.001,0.167,0.868,0.02E10,0.124E10,2.319E10,2.553E10,
PSDVAR,1,1.66E10,0.89E10,0.503E10,0.174E10,0.074E10,0.074E10,0.034E10,
PSDVAR,1,0.019E10,0.008E10,0.006E10,0.006E10
F,5,FY,1
F,25,FY,1
PFACT,1,NODE
PSDRES,DISP,ABS
PSDRES,VELO,ABS
PSDRES,ACEL,ABS
SOLVE
FINISH
/SOLUTION
!模态分析
/SOL
ANTYPE,SPECTRUM
PSDCOM,0.001,6
SOLVE
FINISH
!后处理观察位移响应
/POST26
STORE,PSD,1
NSOL,2,73,U,Y,UY
RPSD,3,2,,1,1,S-UY
/AXLAB,X,Frequency
/axlab,y,S-UY
PLVAR,3
finish
摘自:http://20044592.blog.163.com/blog/static/1461962852010113111351858/
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