關(guān)于ANSYS/LS-DYNA瞬時(shí)移除法的大致思路

大跨度預(yù)應(yīng)力索桿結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理與高層結(jié)構(gòu)有著明顯的差異。根據(jù)Maxwell 法則進(jìn)行幾何穩(wěn)定性判定,預(yù)應(yīng)力索桿結(jié)構(gòu)屬幾何可變體系,結(jié)構(gòu)彈性剛度幾乎為零。但通過施加預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的幾何剛度可以維持幾何穩(wěn)定并提供工程所需的結(jié)構(gòu)剛度。這使得預(yù)應(yīng)力索桿結(jié)構(gòu)可存在一種不同于前面所提及的連續(xù)倒塌類型。當(dāng)預(yù)應(yīng)力索桿結(jié)構(gòu)發(fā)生局部斷索或斷桿時(shí),可能導(dǎo)致其余的索或桿的預(yù)應(yīng)力損失的不斷蔓延,結(jié)構(gòu)的幾何剛度可能大幅減小,結(jié)構(gòu)將失去幾何穩(wěn)定突變?yōu)闄C(jī)構(gòu),從而發(fā)生大幅度整體機(jī)構(gòu)性倒塌。

以往的移除方法有很多是基于ANSYS的瞬態(tài)動力分析,瞬態(tài)動力分析中可以用生死單元來實(shí)現(xiàn)構(gòu)件移除,但用于模擬預(yù)應(yīng)力索桿結(jié)構(gòu)桿件突然斷索后的強(qiáng)非線性、大變形、結(jié)構(gòu)振動等的分析效果不理想。

結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌是一個(gè)強(qiáng)非線性大變形的復(fù)雜過程。ANSYS/LS-DYNA提供的顯式動力學(xué)分析方法可以很好地模擬連續(xù)倒塌過程,具體是通過構(gòu)件移除法瞬時(shí)移除結(jié)構(gòu)構(gòu)件,分析結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。有限元模型中,拉索采用LINK167 單元模擬,撐桿采用LINK160 單元。

采用瞬時(shí)移除法實(shí)現(xiàn)構(gòu)件移除需要涉及LS-DYNA的重啟動功能,重啟動其實(shí)質(zhì)是在某個(gè)設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)瞬間改變結(jié)構(gòu)模型,然后伴隨能量釋放、結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布的計(jì)算,從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)倒塌的模擬。重啟動功能需要用到改變結(jié)構(gòu)模型的.k文件,k文件是LS-DYNA專用的命令輸入問價(jià),其編程規(guī)則在很多LS-DYNA的參考書籍中都能查到,只要肯花工夫看書并不難掌握其編程規(guī)則。學(xué)習(xí)軟件也許有捷徑,但絕不是照搬別人的命令流,那樣并不利于將問題理解透徹。有時(shí)候直接索要?jiǎng)e人的命令流也是一種不禮貌的行為,因?yàn)槟强赡苁莻€(gè)人或者團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長時(shí)間鉆研而得出的成果。