算例分享：不同载荷历程作用下的结构瞬态响应计算

3.建模及计算

在ANSYS Design Modeler中创建几何模型如下图所示，具体过程从略。注意建立边结合（Joint）以保证结构连续性。

划分单元后，计算三种情况的结构瞬态响应。

3.1 计算递增荷载的响应

(1)求解设置

选择Transient(B5)分支下的Analysis Settings分支，在其Details中设置求解选项。指定Step End Time为1.5s；Anto Time Step为On，Define by Time，Initial Time Step、Minimum Time Step、Maxmum Time Step依次为0.01s、0.005s、0.02s；指定刚度阻尼系数Stiffness Coefficient为0.005。

(2)施加位移约束及荷载

①施加位移约束

选择Transient(B5)分支，在图形区域内选择柱底部的四个顶点，右键菜单选择Insert>Fixed Support，如图所示，在Transient(B5)下增加Fixed Support分支。

②施加动力荷载

在图形区域内选择平台顶面的四个顶点，右键菜单中选择Insert>Force。在Transient(B5)下增加一个Force分支。

选择新增加的Force分支，在Force分支的Details中选择Defined by Components，点X Component右侧的三角形，弹出菜单中选择Tabular。在右侧的Tabular Data区域输入荷载表格，在Graph区域显示出荷载-时间函数历程，如图所示。

(3)求解

①加入结果项目

上述设置完成后，选择Solution(B6)分支，在其右键菜单中插入如下的三个结果项目：

a.通过菜单Insert>Deformation>Total插入总体变形结果项目；

b.通过菜单Insert>Stress>Equivalent(von-Mises)插入等效应力结果项目；

c.通过菜单Insert>Beam Tool> Beam Tool插入梁的应力工具箱结果项目。

②求解

选择Solution(B6)分支，按下工具栏上的Solve按钮，求解斜坡荷载作用下的瞬态动力分析工况。

3.2 计算跳跃荷载的响应

(1)求解设置

选择Transient 2(C5)下的Analysis Settings分支，在其Details中采用与上述计算斜坡荷载相同的设置。

(2)施加位移约束及动力荷载

①施加位移约束

选择上面斜坡荷载分析中Transient(B5)分支下的Fixed Support，用鼠标拖至Transient 2(C5)上，在Transient 2(C5)分支下增加一个Fixed Support支座约束分支。

②施加动力荷载

按照与上面斜坡荷载指定相同的方法，仅仅是荷载时间表格不同，假设水平荷载经过0.01秒后达到最大值10kN，跳跃荷载的表格及时间历程曲线如图所示。

(3)求解

①加入结果项目

上述设置完成后，选择Solution(C6)分支，在其右键菜单中插入如下的三个结果项目：

a.通过菜单Insert>Deformation>Total插入总体变形结果项目；

b.通过菜单Insert>Stress>Equivalent(von-Mises)插入等效应力结果项目；

c.通过菜单Insert>Beam Tool> Beam Tool插入梁的应力工具箱结果项目。

②求解

选择Solution(C6)分支，按下工具栏上的Solve按钮，求解阶跃荷载作用下的瞬态动力分析工况。

3.3 计算任意历程荷载的响应

(1)求解设置

选择Transient 2(D5)下的Analysis Settings分支，在其Details中采用与上述计算斜坡荷载以及阶跃荷载相同的设置。

(2)施加位移约束及动力荷载

①施加位移约束

选择上面阶跃荷载分析中Transient(C5)分支下的Fixed Support，用鼠标拖至Transient 3(D5)上，在Transient 2(D5)分支下增加一个Fixed Support支座约束分支。

②施加动力荷载

按照与上面荷载指定相同的方法，仅仅是荷载时间表格不同，荷载的表格及时间历程曲线如图所示。