ANSYS隧道结构受力实例分析.doc

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1、矿业软件与应用——Ansys考试试题学院：资源与安全工程学院指导老师：xxx姓名：xxx学号：xxxxxxxx时间：2014年6月21日ANSYS隧道结构受力实例分析某隧道工程为三心拱隧道，隧道位于地表以下10米处，洞直径10米，其具体尺寸见下图。根据工程地质勘探报告，岩土各参数为：密度为2700kg/m3，E=1.4×1010Pa，u=0.27，黏聚力c=2.72×106Pa，内摩擦角Φ=35°。地面上主要为交通荷载，根据估计每米有2.5吨的荷载直接作用于地基上。计算要求如下：（1）交通载荷已经存在。

2、（2）计算结果报告中包括约束条件、荷载；位移、Y方向应力等值线图，塑性区等结果。进行力学特性分析。（3）提供建模、计算过程地GUI命令。操作过程一、创建物理环境⒈在“开始”菜单中选取“所有程序>ANSYSProductlauncher”并点击；⒉选中FileManagement，在WorkingDirectory栏输入工作目录“C:Usersdell李懿鑫”，在“JobName”栏输入文件名“0204110112”。⒊单击“RUN”按钮，进入ANSYS的GUI操作界面。⒋过滤图形界面：MainMe

3、nu>Preferences,弹出PreferencesforGUIFiltering对话框，选中Structural来对后面的分析进行菜单及相应的图形界面过滤，如图1-1。图1-1⒌定义工作标题：UtilityMenu>File>ChangeTitle，在弹出的对话框中输入0204110112，单OK按钮，如图1-2。图1-2⒍定义单元类型1）定义PLANE82单元：MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete，弹出一个单元类型对话框，单击Add按

4、钮。弹出如图1-3所示对话框。在该对话框左边滚动栏中选择“Solid”，在右边的滚动栏中选择Quad8node82单元。然后单击OK。图1-32）设定PLANE82单元选项:MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete，弹出一个单元类型对话框，选中Type2PLANE82，单击Option按钮，弹出一个PLANE82elementTypeoptions对话框，如图1-4所示。在ElementbehaviorK3栏后面的下拉菜单中选取Planestra

5、in，其他栏后面的下拉菜单采用ANSYS默认设置就可以，单击OK按钮。图1-4①通过设置PLANE82单元选项K3为Plainstrain来设定本实例分析采取平面应变模型进行分析。因为巷道是纵向很长的实体，故计算模型可以简化为平面应变问题。②8借点PLANE82单元每个节点有UX和UY两个自由度，比4节点PLANE42单元具有更高的精确性，对不规则网格适应性更强。7.定义材料属性1）定义巷道围岩1材料属性：Main>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModel，弹出D

6、efineMaterialModelBehavior对话框，如图1-5所示。图1-5在图1-6中右边栏中连续单击Structural>Linear>Elastic>Isotropic后,又弹出如图1-7-2所示LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1对话框，在该对话框中EX后面输入1.4e10,在PRXY后面的输入栏中输入0.27，单击OK按钮。再在选中Density并单击，弹出如图1-7-2对话框，，在DENS后面的输入栏中输入巷道土体材料的密度2700，

7、单击OK按钮。图1-6线弹性材料模型对话框图1-6材料面密度输入对话框图1-7中右边栏中连续单击Structural>Nonlinear>ineslastic>Non-metalPlasticity后。在Cohesion栏输入2.72e5，在FricAngle栏输入35。图1-7-a定义材料本构模型对话框图1-7-b定义材料本构模型对话框二、建立模型和划分网络1）创建隧道各个代表关键点：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCS，

8、弹出“CreatKeypointsinActiveCoordinateSystem”对话框，如图2-1所示。在对话框中以此输入关键点的号码，X,Y,Z的坐标值，然后点击APPLY，再输入下一个关键点的号码和坐标，直到所有的关键点全部输入后点击OK，关键点坐标依次为（0,5）、（-5,0）、（-5,-10）、（5,-10）、（5,0）（-50,15）、（-50,-60）、（50,-60）、（50,15）。图2-1在当前坐标系创建关键点对话框2