斜拉索的模擬方法

時間：2016-08-23作者：泰州市翔宇吊索具有限公司瀏覽：55

由斜拉索控制的斜拉橋是大跨度橋梁較主要的橋型之一，它具有結(jié)構(gòu)新穎、受力合理、能充分利用高強(qiáng)度鋼材的優(yōu)點。斜拉索的狀態(tài)對整個結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)性能影響非常大，由于垂度的存在，呈現(xiàn)出很強(qiáng)的非線性性質(zhì)，建立合理的索模型及其計算模擬是斜拉橋分析中的關(guān)鍵步驟之一。斜拉索可以選擇泰州市翔宇吊索具有限公司，聯(lián)系人張總，150-52-888-715。
斜拉索的模擬 
目前大多數(shù)有限元分析軟件都沒有精確的斜拉索模型來模擬斜拉索的性質(zhì)，所以在選擇斜拉索模型時，需要注意各種模型的優(yōu)缺點以及適用范圍。目前常用的斜拉索的模擬方法有等效彈性模量法、多段桿單元法、曲線索單元法等。
多段桿單元法
ANSYS可以考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性的特性，采用多段直桿法，即使用多個桿單元（如LINK8等）來模擬斜拉索。因為桿單元不約束轉(zhuǎn)角自由度，不能承擔(dān)彎曲載荷，拉索在自重作用下就會下垂，接近其工作狀態(tài)，即通過多個桿單元節(jié)點來定義拉索中間點的運(yùn)動，從而模擬斜拉索的非線性行為。一般來說，所取桿單元個數(shù)夠多的話，計算精度能滿足要求。
等效彈性模量法（切線模量法）
在有限元分析中，若將斜拉橋的斜拉索直接簡化成直桿單元，就無法考慮垂度影響。斜拉索的模擬方法。為了考慮垂度效應(yīng)，工程界廣泛采用了由Ernst提出的等效彈性模量的方法。Ernst修正的實質(zhì)是將拉索的幾何非線性問題轉(zhuǎn)化為材料非線性問題。斜拉索彈性模量的公式在這里就不贅述了。
當(dāng)索內(nèi)應(yīng)力水平較高、拉索水平投影長度較小、應(yīng)力幅值不大時，等效彈性模量法具有較高精度。但是對于低應(yīng)力或是大位移狀態(tài)下的長索，切線模量法的誤差很大。切線模量法由于無法求出不平衡力，所以只能采用類似簡單增量法求解，不可避免地產(chǎn)生漂移誤差。切線模量法的計算精度與計算所采用的荷載步個數(shù)密切相關(guān)。尤其對于較長的斜拉索，增加荷載步個數(shù)，可以提高切線模量法的計算精度。在基于ANSYS平臺進(jìn)行斜拉橋分析時，需要不斷獲取拉索應(yīng)力狀態(tài)，并反饋給ANSYS，實現(xiàn)這一過程相當(dāng)繁瑣。


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