第5章ANSYS水利工程应用实例分析(3)

ANSYS10.0 土木工程应用实例分析

图5-5 定义PLANE42单元对话框

b.设定PLANE42单元选项：Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete，弹出一个单元类型对话框，选中“Type 2 PLANE42”，单击“Options”按钮，弹出一个“PLANE42 element Type options”对话框，如图5-6所示。在“Element behavior K3”栏后面的下拉菜单中选取“Plane strain”，其它栏后面的下拉菜单采用ANSYS默认设置就可以，单击“OK”按钮。

图5-6 PLANE42单元库类型选项对话框

? 通过设置PLANE42单元选项“K3”为“Plane strain”来设定本实例分析采取平面应变模

型进行分析。因为大坝是纵向很长的实体，故计算模型可以简化为平面应变问题。

7）定义材料属性

执行Main Menu> Preprocessor> Material Props> Material Models，弹出“Define Material Model Behavior”对话框，如图5-7所示。

第5章 ANSYS水利工程应用实例分析

图 5-7 定义材料本构模型对话框

在图5-7中右边栏中连续双击“Structural> Linear> Elastic>Isotropic”后，又弹出如图5-8所示“Linear Isotropic Properties for Material Number 1”对话框，在该对话框中“EX”后面的输入栏输入“3.5E10”，在“PRXY” 后面的输入栏输入“0.2”，单击“OK”。再在选中“Density”并双击，弹出如图5-9所示“Density for Material Number 1”对话框，在“DENS”后面的栏中输入边坡土体材料的密度“2500”，单击“OK”按钮。

图 5-8 线弹性材料模型对话框 图 5-9材料密度输入对话框 5.3.2.2 建立模型和划分网格

1）创建大坝线模型

a.输入关键点：Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create>Keypoints>In Active CS，弹出“Creae Keypoints in Active Cooedinate System”对话框，如图5-10所示。在“NPT keypoint number”

ANSYS10.0 土木工程应用实例分析 栏后面输入“1”，在“X，Y，Z Location in active CS”栏后面输入“（0，0，0）”，单击“Apply”按钮，这样就创建了关键点1。再依次重复在“NPT keypoint number”栏后面输入“2、3、4、5”，在对应“X，Y，Z Location in active CS”栏后面输入“（76，0，0）、（15.6，104.1，0）、（15.6，120，0）、（5.6，120，0），最后单击“OK”按钮。

图5-10 在当前坐标系创建关键点对话框

b.创建坝体线模型：Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create>Lines>Straight line，弹出“Creae straight lines”对话框，用鼠标依次点击关键点1、2，单击“Apply”按钮，这样就创建了直接L1，同样分别连接关键点“2、3”，“3、4”，“4、5”，“5、1”，最后单击“OK”按钮，就得到坝体线模型，如图5-11所示。

图5-11 坝体线模型

2）创建坝体面模型

a.打开关键点编号显示：Utility Menu> PlotCtrls> Numbering，弹出“Plot Numbering Controls”对话框，如图5-12所示。选中“Keypoint Numbers” 选项，后面的文字由“off”变为“on”,单击“OK”关闭窗口。

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图5-12 打开关键点编号对话框

b.创建坝体面模型：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>Through KPs，弹出一个“Create Area by Keypoints”对话框，在图形中选取关键点1、2、3、4和5，点击“Apply ”按钮，就得到坝体模型的面模型，如图5-13所示。

图5-13 坝体面模型

3）划分坝体单元网格

a.设置网格份数：Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize>Layers>Picked

ANSYS10.0 土木工程应用实例分析 Lines，弹出一个“Set Layer Controls”对话框，如图5-14所示，用鼠标选取线L1，单击“OK”按钮。弹出一个“Area Layer Mesh Control on Picked lines”对话框，如图5-15所示，在“No of line division”栏后面输入“20”，单击“OK”按钮。

图5-14 选取线对话框 图5-15 设置网格分数对话框

相同方法设置线L2分割份数为32；设置线L3、L4和L5线的分割份数分别为6、4、40。

b.划分单元网格：Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Area>Free，弹出一个拾取面积对话框，拾取图形中面，单击拾取框上的“OK”按钮，得到坝体模型单元网格，如图5-16所示。

4)保存坝体单元网格

Utility Menu> File> Save as，弹出一个“Save Database”对话框，在“Save Database to”下面输入栏中输入文件名“dam-grid.db”，单击“OK”。