ANSYS预应力施加方法在工程分析中的应用

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ANSYS预应力施加方法在工程分析中的应用
1 ANSYS在土木工程中的应用
ANSYS软件作为一个大型通用有限元分析软件，现已成为土木建筑行业 CAE仿真软件的主流。 ANSYS在钢结构和钢筋混凝土建筑、体育场馆、桥梁、大坝、隧道以及地下建筑分析等工程中得到了广泛的应用，可以对这些结构在各种外荷载条件下的受力、变形、稳定性及各种动力特性做出全面分析，从力学计算、组合分析等方面提出了全面的解决方案，为土木工程师提供了强大而且全方面的分析手段。ANSYS在中国的很多大型土木工程中都得到了应用，如上海的金贸大厦、国家大剧院、佛山世纪莲体育中心、上海科技馆太空城、广州体育馆、黄河下游特大型公路斜拉桥等都利用了ANSYS软件进行有限元仿真分析。
2 ANSYS中预应力拉索的处理
ANSYS中的link10单元是空间三维杆单元，每个节点有三个自由度X，Y，Z。没有弯曲刚度，但有应力刚化和大变形能力。可通过输入参数项里的option 选项控制杆单元只受拉或只受压，很适合模拟索单元(只受拉)或模板支撑(只受压)。虽然在模拟拉索的时候可以用给拉索施加初始应变的方法来对拉索施加预应力，但经计算后发现，拉索的预应力值不是人们所预想的而是比计划的预应力小，这是由于给结构施加预应力后结构变形产生了预应力变化而导致的，要避免这种情况，真实地模拟实际的状态，利用 ANSYS中单元死活的方法会比较好的解决这个问题。
在ANSYS中,“杀死”一个单元并不是将一个单元移除，而是把刚度、质量和单元荷载设为一个相当小的数值，这样所产生的效果就是移除这个单元时所得到的计算结果。当单元被激活时，它的刚度、质量和单元荷载返回原始值，但没有应变历史的记录。然而，以实常数形式定义的初应变则不受单元死活选项的影响，当大变形效应开关打开时(NLGEOM，ON)，为了与当前的节点位置相匹配，单元的形状被改变。这样，可利用hnk10单元的初应变选项和死活单元的特性来实现索力的初始张拉力和索力的调整。