ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例

v1.0 可编辑可修改ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例（在原反应谱模型上

修改）

问题描述：

悬臂柱高12m，工字型截面（图1），密度7800kg/m3，EX=，泊松比，所有振型的阻尼比为2%，在3m 高处有一集中质量160kg，在6m、9m、12m处分别有120kg的集中质量。反应谱按7度多遇地震，取地震影响系数为，第一组，III类场地，卓越周期Tg=。

图1 计算对象

第一部分：反应谱法

几点说明：

本例建模过程使用CAE；

添加反应谱必须在inp中加关键词实现，CAE不支持反应谱；

*Spectrum不可以在keyword editor中添加，keyword editor不支持此关键词读入。

ABAQUS的反应谱法计算过程以及后处理要比ANSYS方便的多。

操作过程为：

（1）打开ABAQUS/CAE，点击create model database。

1

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2 （

2）进入Part 模块，点击create part ，命名为column ，3D 、deformation 、wire 。continue

（3） Create lines ，在

分别输入0，0回车；0，3回车；0，6回车；0，9回车；0，12回车。

（4）进入property 模块，create material ，name ：steel ，general-->>density ，mass density ：

v1.0 可编辑可修改7800

mechanical-->>elasticity-->>elastic，young‘s modulus：，poisson’s ratio：.

3

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4 （5） Create section，name：Section-1，category：beam，type：beam,

Continue

v1.0 可编辑可修改create profile, name: Profile-1, shape:I,

按图1尺寸输入界面尺寸，ok。

在profile name选择I，material name 选择steel。Ok

5

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6 （6） Assign section，选择全部，done

，弹出的对话框选择section：Section-1，ok。

（7） Assign beam orientation，选择全部，默认值确定。

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7 （8） View-->>part display options，在弹出的对话框里勾选，render beam profiles，

以可视化梁截面形状。

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8 （9

）添加集中质量，Special-->>inertia-->>create，name：mass1，type：point

mass/inertia，

continue，选择（0，3）位置点

done，mass：160，ok。

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9 create，name：mass2，type：point mass/inertia，continue，选择0，6；0，9；0，

12位置点（按shift多选），done，mass：120，ok，dismiss。

（10） Assembly-->>instance part，instance type选dependent（mesh on part），ok。

（11） Step-->>create step，name：step-1

，procedure type选freqency，continue

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10 在basic选项卡中，eigensolver选择频率提取方法，本例选用lanczos法，number of

eigenvalues request，选value，输入。

再create step，create step，name：step-2，procedure type选response spectrum，continue

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11 在basic选项卡中，excitations选择单向single direction，sumations选择square

root of the sum of squares（SRSS）法，use response spectrum：sp(反应谱的name，后面再inp中添加)，方向余弦（0，0，1），scale factor：1.

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12 进入damping选项卡，阻尼使用直接模态（direct modal），勾选direct damping data，

start mode：1，end mode：8，critical damping fraction：。

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13 （12）进入load模块，Load-->>create boundary condition，name：fixed，step选

择initial，category选择mechanical

，types选择displacement/ rotation，continue 选择0，0点，done，勾选u1~ur3所有6个自由度。Ok。

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14 （13）进入mesh模块，object选择part，点seed edge by number，

选择所有杆，done，输入3，done

点assign element type，选择全部杆，done，默认B31，ok。点mesh part，yes。

（14）进入job模块，name：demo-spc，source：model，continue，默认，ok。进入job manager，点击write input，在工作目录生成文件。

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15 （15）进入ABAQUS工作目录，使用UltraEdit软件（或其他类似软件）打开，*Boundary

关键词的后面加如下根据问题叙述确定的反应谱：*Spectrum,type=acceleration,name=sp

,,0

,,0

,,0

,,0

,,0

,,0

,1,0

,,0

,,0

,,0

,10,0

,10000,0

第一列为加速度，第二列为频率，第三列为阻尼比。

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16

图2 保存。

（16）进入job模块，create job，name：spc，source选择input

file，input file select：工作目录下的，continue

默认，ok，进入job manager，选择spc，submit，计算成功！

Frequency must be increasing continuously in a spectrum definition

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（17）点击results进入后处理模块，可以看到最大位移为3.159cm，这与陆新征博士讲解的ansys结果3.1611cm基本一致。可以查看工作目录下的文件查看详细的频率和模态分析结果。

第二部分：时程分析

（1）进入step模块，删除原step1、step2。建立step1（static general），用于施加重力

（2）将step1结果作为动态分析的初始状态，time period 设置为1e-10（很短时间）。

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建立step2（dynamic implicit），进行动力时程分析

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time period 设置为20（施加的加速度记录共20s，间隔），type：automatic，最大增量数量设置为2000步，将初始时间增量设置为，最小增量设置为1e-15，最大增量设置为，half-step residual tolerance：100（控制automatic求解精度的值，在地震分析中应该设置多大为好还没弄清楚！请大家赐教！）。

另外，将非线性开关打开：在Step Manager对话框中点击Nlgeom

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20 （3）将模型顶端节点设置为set-1:tools -->>set-->>create （在tools 中设置，用于观察顶端节点的反应情况），同样的方法，底端节点设置为set-2

在output 中设置需要输出结果，在edit history output request 将

domain 改为set ，选择set1，在displacement 里面选择U 。

output -->> history output request -->>manager-->>edit

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Creat H-Output-2，选择set-2，同上

（3）进入property模块，material editor-->>edit-->>mechanical-->>damping在材料中补充damping，使用瑞利阻尼，质量系数alpha为，刚度系数beta为。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ykrl.html