预应力建模(曲线预应力索和直线预应力索)

2独立建模耦合法该法的基本思想是实体和力筋独立建几何模型，分别划分单元，然后采用耦合方程将力筋单元和实体单元联系起来，这种方法是基于有限元模型的处理。其基本步骤如下：①建立实体几何模型（不考虑力筋）；②建立力筋线的几何模型（不考虑体的存在）；③将几何模型按一定的要求划分单元（这时也是各自独立的）；④选择所有力筋线；⑤选择与上述力筋相关的节点(nsll命令)，并定义选择集；⑥将上述力筋节点存入数组；⑦选择所有节点，并去掉⑤中的节点集(这时是除力筋节点外的所有节点)；⑧按力筋节点数组搜寻所有最近的实体节点号，并存入数组中；⑨耦合力筋节点与最近的节点，一一耦合(cp命令)（不能使用cpintf命令，这样可能耦合其它节点，且容易不耦合）⑩选择所有，并施加边界条件和荷载，可以求解了。这种方法建模特别简单，耦合处理也比较简单(APDL要熟悉些)，缺点是当实体单元划分不够密时，力筋节点位置可能有些走动，但误差在可接受范围之内！这种方法是解决力筋线形复杂且力筋数量很多时的较佳方法。预应力简支梁弹性分析--体线独立耦合法示例!-----------------------------------------/prep7eg=2e5ag=140eh=4e4r0=9345yyl=200000et,1,link8et,2,solid95r,1,ag,yyl/eg/ag*1.036258r,2mp,ex,1,egmp,prxy,1,0.3mp,ex,2,ehmp,prxy,2,0.2blc4,,,100,200,3000/view,1,1,1,1/ang,1vplot!------------定义力筋线ksel,all*get,kp0,kp,0,num,maxlsel,nonek,kp0+1,50,160k,kp0+2,50,160,3000k,kp0+3,50,800,1500larc,kp0+1,kp0+2,kp0+3,r0kdele,kp0+3*get,line1,line,0,num,min!-------------定义约束lsel,s,loc,z,0lsel,r,loc,y,0dl,all,,uylsel,s,loc,z,3000lsel,r,loc,y,0dl,all,,allallsel,all!-----------单元划分lsel,s,,,line1latt,1,1,1lesize,all,,,50lmesh,allvsel,allvatt,2,2,2lsel,s,loc,z,0lsel,r,loc,y,10,140lesize,all,,,8lsel,s,loc,z,0lsel,u,loc,y,10,140lesize,all,,,4lsel,s,loc,y,0lsel,r,loc,x,0lesize,all,,,50vsweep,allallsel,all!耦合自由度lsel,s,,,line1nsll,s,1cm,cmljnod,node*get,max1,node,0,count*dim,ojd,,max1*dim,jd,,max1*get,nod1,node,0,num,minojd(1)=nod1*do,i,2,max1ojd(i)=ndnext(ojd(i-1))*enddoallsel,allnsel,allcmsel,u,cmljnod*do,i,1,max1nod1=ojd(i)j=nnear(nod1)jd(i)=j*enddonsel,allji=1*do,i,1,max1cp,ji,ux,ojd(i),jd(i)cp,ji+1,uy,ojd(i),jd(i)cp,ji+2,uz,ojd(i),jd(i)ji=ji+3*enddoallsel,allji=i=max1=nod1=ojd=jd=j=ag=eg=eh=kp0=r0=yyl=line1=finish/solusolvefinish/post1pldisp,1etable,sigi,ls,1plls,sigi,sigi,1/prep7

*SET,eg,2.95e5

!钢束弹模

*SET,ag,139

!钢束面积

*SET,eh,3.45e4

!混凝土的弹模

*SET,r0,9345

!曲线钢束的半径

*SET,yyl,180000

!钢束的预应力大小

et,1,link8

!定于预应力钢束单元类型为link8

et,2,solid95

!定义混凝土单元类型为solid95

r,1,ag,yyl/eg/ag*1.1194364!定义单元实常数，对于link8单元为钢束面积、以及钢束的初始应变（除模拟预应力张拉还会用于应力刚度矩阵的计算）

r,2

!solid95的单元实常数仅为x轴的调整，并且该实常数仅仅在单元坐标系统选择为1的时候填写。一般不填。

mp,ex,1,eg

!预应力钢束单元性质，包括之前定义的弹模，泊松比

mp,prxy,1,0.3

mp,ex,2,eh

!混凝土单元性质，包括弹模、泊松比

mp,prxy,2,0.2

MPTEMP,,,,,,,!钢束和混凝土的密度MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,7.921e-6MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,2,,2.3e-6

blc4,,,100,200,3000

!定义长方体的长宽高（混凝土块体）

/view,1,1,1,1

!调整观察的角度

/ang,1

vplot

!显示选择的体

ksel,all

!选择所有的关键点

*get,kp0,kp,0,num,max!将最大的kp编号存于kp0中，因为事先不知道最大的关键点号是多少，所以先要存在kp0中

lsel,none

!不选择所有的线

k,kp0+1,50,160

!定义关键点，kp0是已有的最大关键点编号。

k,kp0+2,50,160,3000

k,kp0+3,50,800,1500

larc,kp0+1,kp0+2,kp0+3,r0

!将定义的以上三点连成一条圆弧，半径为r0。kp0+3用于定义圆弧所在面及曲线边中点

kdele,kp0+3

!删除kp0+3这个关键点

*get,line1,line,0,num,min

!将最小的线编号存于line1中，因为line1是最先定义的预应力钢束

lsel,s,loc,z,0

!选择z、y坐标均为0的线，用于施加约束（该线为右侧截面的梁底线）

lsel,r,loc,y,0

dl,all,,uy

!对线施加y方向的约束

lsel,s,loc,z,3000

!选择左侧截面梁底线（即z=3000，而y=0的线）

lsel,r,loc,y,0

dl,all,,all

!对选择的线施加约束（UX、UY、UZ）

allsel,all

!选择所有对象

lsel,s,,,line1

!选择线，最小值line1

latt,1,1,1

!将单元性质与选择的、尚未网格化的线联系起来

lesize,all,,,50

!线单元划分的数目

lmesh,all

!对line1进行分网

vsel,all

!选择所有的体

vatt,2,2,2

!给体赋予相应的属性(混凝土)

lsel,s,loc,z,0

!选择z=0，而y坐标从10到140范围内的所有的线

lsel,r,loc,y,10,140

lesize,all,,,8

!分网数目8

lsel,s,loc,z,0

!再次选择z=0，而不选y坐标从10到140范围内的所有线

lsel,u,loc,y,10,140

lesize,all,,,4

!分网数目为4

lsel,s,loc,y,0

!选择x=0、y=0坐标处的线（仅有一根线被选中）注意这根线是一根分网的扫掠线。

lsel,r,loc,x,0

lesize,all,,,50

!分网数目为50

vsweep,all

!通过扫掠网格的方法来用单元填充体

allsel,all

!选择所有的对象

lsel,s,,,line1

!选择line1最小值（预应力钢绞线）

nsll,s,1

!选择与所选择的线对应的所有的节点，即钢绞线上面的节点，因为网格数为50，所以节点总数为51

cm,cmljnod,node

!将钢绞线节点编组，其组名为cmljnod

*get,max1,node,0,count

!选择钢绞线中的节点单元数目，将其赋给变量max1，此变量可以作为*do循环的上界来确定循环的次数

*dim,ojd,,max1

!定义数组序列。数组名为ojd，max1为行的范围

*dim,jd,,max1

!定义数组序列。数组名为jd，max1为行的范围

*get,nod1,node,0,num,min

!选择集中最小的节点号，赋给变量nod1，作为*do循环的上界

*SET,ojd(1),nod1

!将nod1的值赋给ojd(1)

*do,i,2,max1

!do循环，从2到max1

*SET,ojd(i),ndnext(ojd(i-1))

!将ndnext(ojd(i-1))赋给ojd(i)

*enddo

!结束循环

allsel,all

!选择所有

nsel,all

!选择所有节点

cmsel,u,cmljnod

!不选择cmljnod，即钢绞线对应的节点

*do,i,1,max1

!i从1循环开始到max1

*SET,nod1,ojd(i)

!将ojd(i)赋给nod1

*SET,j,nnear(nod1)

!将nnear(nod1)赋给j，是指ojdi邻近的节点吗？nnear()是一个函数，表示选择最近的节点。

*SET,jd(i),j

!将j赋给jd(i)

*enddo

!结束循环

nsel,all

!选择所有节点

*SET,ji,1

!将1赋给ji

*do,i,1,max1

!i从1到max1

cp,ji,ux,ojd(i),jd(i)

!定义耦合自由度，ji只是随机设置的耦合编号。ux为耦合节点的x方向的位移。

cp,ji+1,uy,ojd(i),jd(i)

cp,ji+2,uz,ojd(i),jd(i)

*SET,ji,ji+3

!ji+3赋给ji

*enddo

!结束循环

allsel,all

!选择所有单元

*SET,ji,

!将所有的参数删除（第三项value为空格时标识删除）

*SET,i,

*SET,max1,

*SET,nod1,

*SET,ojd,

*SET,jd,

*SET,j,

*SET,ag,

*SET,eg,

*SET,eh,

*SET,kp0,

*SET,r0,

*SET,yyl,

*SET,line1,

finish

!建模结束，进入求解

/solu

allsel,all

acel,,9.8

!考虑自重

solve

FINISH

/POST1

!进入后处理

pldisp,1

etable,sigi,ls,1

plls,sigi,sigi,1

plnsol,s,1建立直线型tender的预应力梁/prep7

*SET,eg,2.95e5

!钢束弹模

*SET,ag,139

!钢束面积

*SET,eh,3.45e4

!混凝土的弹模

*SET,r0,9345

!曲线钢束的半径

*SET,yyl,140000

!钢束的预应力大小

et,1,link8

!定于预应力钢束单元类型为link8

et,2,solid95

!定义混凝土单元类型为solid95

r,1,ag,yyl/eg/ag*1.124427!定义单元实常数，对于link8单元为钢束面积、以及钢束的初始应变（除模拟预应力张拉还会用于应力刚度矩阵的计算）

r,2

!solid95的单元实常数仅为x轴的调整，并且该实常数仅仅在单元坐标系统选择为1的时候填写。一般不填。

mp,ex,1,eg

!预应力钢束单元性质，包括之前定义的弹模，泊松比

mp,prxy,1,0.3

mp,ex,2,eh

!混凝土单元性质，包括弹模、泊松比

mp,prxy,2,0.2

MPTEMP,,,,,,,!钢束和混凝土的密度MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,7.921e-6MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,2,,2.3e-6

blc4,,,100,200,3000

!定义长方体的长宽高（混凝土块体）

/view,1,1,1,1

!调整观察的角度

/ang,1

vplot

!显示选择的体

ksel,all

!选择所有的关键点

*get,kp0,kp,0,num,max!将最大的kp编号存于kp0中，因为事先不知道最大的关键点号是多少，所以先要存在kp0中

lsel,none

!不选择所有的线

k,kp0+1,50,40

!定义关键点，kp0是已有的最大关键点编号。

k,kp0+2,50,40,3000

l,kp0+1,kp0+2!定义过两点的线

*get,line1,line,0,num,min

!将最小的线编号存于line1中，因为line1是最先定义的预应力钢束

lsel,s,loc,z,0

!选择z、y坐标均为0的线，用于施加约束（该线为右侧截面的梁底线）

lsel,r,loc,y,0

dl,all,,uy

!对线施加y方向的约束

lsel,s,loc,z,3000

!选择左侧截面梁底线（即z=3000，而y=0的线）

lsel,r,loc,y,0

dl,all,,all

!对选择的线施加约束（UX、UY、UZ）

allsel,all

!选择所有对象

lsel,s,,,line1

!选择线，最小值line1

latt,1,1,1

!将单元性质与选择的、尚未网格化的线联系起来

lesize,all,,,50

!线单元划分的数目

lmesh,all

!对line1进行分网

vsel,all

!选择所有的体

vatt,2,2,2

!给体赋予相应的属性(混凝土)

lsel,s,loc,z,0

!选择z=0，而y坐标从10到140范围内的所有的线

lsel,r,loc,y,10,140

lesize,all,,,8

!分网数目8

lsel,s,loc,z,0

!再次选择z=0，而不选y坐标从10到140范围内的所有线

lsel,u,loc,y,10,140

lesize,all,,,4

!分网数目为4

lsel,s,loc,y,0

!选择x=0、y=0坐标处的线（仅有一根线被选中）注意这根线是一根分网的扫掠线。

lsel,r,loc,x,0

lesize,all,,,50

!分网数目为50

vsweep,all

!通过扫掠网格的方法来用单元填充体

allsel,all

!选择所有的对象

lsel,s,,,line1

!选择line1最小值（预应力钢绞线）

nsll,s,1

!选择与所选择的线对应的所有的节点，即钢绞线上面的节点，因为网格数为50，所以节点总数为51

cm,cmljnod,node

!将钢绞线节点编组，其组名为cmljnod

*get,max1,node,0,count

!选择钢绞线中的节点单元数目，将其赋给变量max1，此变量可以作为*do循环的上界来确定循环的次数

*dim,ojd,,max1

!定义数组序列。数组名为ojd，max1为行的范围

*dim,jd,,max1

!定义数组序列。数组名为jd，max1为行的范围

*get,nod1,node,0,num,min

!选择集中最小的节点号，赋给变量nod1，作为*do循环的上界

*SET,ojd(1),nod1

!将nod1的值赋给ojd(1)

*do,i,2,max1

!do循环，从2到max1

*SET,ojd(i),ndnext(ojd(i-1))

!将ndnext(ojd(i-1))赋给ojd(i)

*enddo

!结束循环

allsel,all

!选择所有

nsel,all

!选择所有节点

cmsel,u,cmljnod

!不选择cmljnod，即钢绞线对应的节点

*do,i,1,max1

!i从1循环开始到max1

*SET,nod1,ojd(i)

!将ojd(i)赋给nod1

*SET,j,nnear(nod1)

!将nnear(nod1)赋给j，是指ojdi邻近的节点吗？nnear()是一个函数，表示选择最近的节点。

*SET,jd(i),j

!将j赋给jd(i)

*enddo

!结束循环

nsel,all

!选择所有节点

*SET,ji,1

!将1赋给ji

*do,i,1,max1

!i从1到max1

cp,ji,ux,ojd(i),jd(i)

!定义耦合自由度，ji只是随机设置的耦合编号。ux为耦合节点的x方向的位移。

cp,ji+1,uy,ojd(i),jd(i)

cp,ji+2,uz,ojd(i),jd(i)

*SET,ji,ji+3

!ji+3赋给ji

*enddo

!结束循环

allsel,all

!选择所有单元

*SET,ji,

!将所有的参数删除（第三项value为空格时标识删除）

*SET,i,

*SET,max1,

*SET,nod1,

*SET,ojd,

*SET,jd,

*SET,j,

*SET,ag,

*SET,eg,

*SET,eh,

*SET,kp0,

*SET,r0,

*SET,yyl,

*SET,line1,

finish

!建模结束，进入求解

/solu

allsel,all

acel,,9.8

!考虑自重

solve

FINISH

/POST1

!进入后处理

!*/EFACET,1PLNSOL,U,Y,0,1.0!y轴变形挠度etable,sigi,ls,1!建立预应力表pretab!输出预应力

/SOL!模态运算!*ANTYPE,2!*!*MODOPT,LANB,5EQSLV,SPARMXPAND,5,,,0LUMPM,0PSTRES,0!*MODOPT,LANB,5,0,0,,OFF/STATUS,SOLUSOLVEFINISH/POST26FILE,'file','rst','.'/UI,COLL,1NUMVAR,200SOLU,191,NCMITSTORE,MERGEFILLDATA,191,,,,1,1REALVAR,191,191FINISH/POST1SET,LIST!----------elementdefine/prep7*SET,eg,2e5*SET,ag,140*SET,eh,4e4*SET,r0,9345*SET,yyl,200000!*ET,1,LINK180!*ET,2,SOLID186!*KEYOPT,2,2,0KEYOPT,2,3,0KEYOPT,2,6,0!*r,1,ag,yyl/eg/ag*1.036258r,2mp,ex,1,egmp,prxy,1,0.3mp,ex,2,ehmp,prxy,2,0.2blc4,,,100,200,3000/view,1,1,1,1/ang,1vplot!----------