2011 midas 培訓(xùn)

1、We Analyze and Design the FutureGeotechnical and Tunnel Analysis System巖土與隧道有限元分析軟件巖土與隧道有限元分析軟件北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司地址：北京海淀區(qū)中觀村南大街乙56號(hào)方圓大廈710室電話102聯(lián)系人：馬曉強(qiáng)手機(jī)-MAIL：midas/GTS midas/GTS 基礎(chǔ)培訓(xùn)資料基礎(chǔ)培訓(xùn)資料MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 巖土分析包括

2、前處理、分析和后處理。前處理指建立模型，后處理指巖土分析包括前處理、分析和后處理。前處理指建立模型，后處理指整理計(jì)算書(shū)。整理計(jì)算書(shū)。巖土分析概況巖土分析概況 巖土的有限元分析模型包含節(jié)點(diǎn)、單元、邊界條件和荷載條件。節(jié)點(diǎn)決巖土的有限元分析模型包含節(jié)點(diǎn)、單元、邊界條件和荷載條件。節(jié)點(diǎn)決定模型的位置，單元決定形狀和材料特性，邊界條件決定連接狀態(tài)，荷載定模型的位置，單元決定形狀和材料特性，邊界條件決定連接狀態(tài)，荷載決定受力情況。決定受力情況。 巖土分析就是為了分析巖土及與巖土連接的結(jié)構(gòu)在荷載作用下的反應(yīng)。巖土分析就是為了分析巖土及與巖土連接的結(jié)構(gòu)在荷載作用下的反應(yīng)。一般軟件一般軟件midas/GTS前

3、處理后處理分析后處理分析前處理節(jié)約時(shí)間MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ (過(guò)濾 &方法)工具欄捕捉視圖欄縮放動(dòng)態(tài)視圖坐標(biāo)(GCS, WCS)界面介紹界面介紹 中文化中文化 窗口操作窗口操作MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 靜力分析靜力分析 線性靜力分析線性靜力分析 非線性靜力分析非線性靜力分析l 施工階段分析施工階段分析 施工

4、施工 穩(wěn)態(tài)滲流穩(wěn)態(tài)滲流 瞬態(tài)滲流瞬態(tài)滲流 固結(jié)固結(jié) l 滲流分析滲流分析 穩(wěn)態(tài)流分析穩(wěn)態(tài)流分析 非穩(wěn)態(tài)流分析非穩(wěn)態(tài)流分析l 固結(jié)分析固結(jié)分析 未排水條件下的填土分析未排水條件下的填土分析 各階段的孔隙水壓力結(jié)果和固結(jié)沉降結(jié)果各階段的孔隙水壓力結(jié)果和固結(jié)沉降結(jié)果l 邊坡穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定 極限平衡法極限平衡法 強(qiáng)度折減法強(qiáng)度折減法l 動(dòng)力分析動(dòng)力分析 特征值分析特征值分析 時(shí)程分析時(shí)程分析 反應(yīng)譜分析反應(yīng)譜分析l 其它其它 基本上涵蓋了巖土方面所有的分析計(jì)算功能，通過(guò)了國(guó)內(nèi)外很多大基本上涵蓋了巖土方面所有的分析計(jì)算功能，通過(guò)了國(guó)內(nèi)外很多大工程的運(yùn)用和驗(yàn)算，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。工程的運(yùn)用和驗(yàn)算，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

5、MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 線類型線類型桁架 / 植入式桁架 梁樁土工格柵（1D）只受拉 (鉤), 只受壓 (間隙)僅顯示 (建模虛擬用)n 平面類型平面類型板 (噴射混凝土, 襯砌)土工格柵（2D）平面應(yīng)力平面應(yīng)變軸對(duì)稱僅顯示 (建模虛擬用)n 實(shí)體類型實(shí)體類型實(shí)體n 其他其他點(diǎn)彈簧, 矩陣彈簧, 接觸彈性連接, 剛性連接 全面的單元庫(kù)，使客戶的計(jì)算模擬更加符合實(shí)際受力狀態(tài)全面的單元庫(kù)，使客戶的計(jì)算模擬更加符合實(shí)際受力狀態(tài)GTS提供線性和拋物線類型的板、平

6、面應(yīng)力和實(shí)體單元 在GTS中，所有的單元均可通過(guò)三種方法建立： (1) 自動(dòng)/映射網(wǎng)格生成, 網(wǎng)格伸展和網(wǎng)格連接 (2) 在GUI和表格中手動(dòng)建立 (3) 導(dǎo)入其他程序的網(wǎng)格數(shù)據(jù)MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ Linear Elastic 最簡(jiǎn)單莫爾莫爾-庫(kù)侖庫(kù)侖 Mohr-Coulomb彈塑性, 軟化特雷斯卡特雷斯卡 Tresca彈塑性范梅塞斯范梅塞斯 von Mises彈塑性德魯克德魯克-普拉格普拉格 Drucker-Prager彈塑性橫向各向同性橫向各向同

7、性Transversely Isotropic橫向各向同性彈性鄧肯鄧肯-張張 Duncan-Chang雙曲線，非線性彈性霍克霍克-布朗布朗Hoek-Brown彈塑性節(jié)理節(jié)理 Jointed Rock各向異性彈性-各向異性塑性劍橋劍橋 Cam-Clay修正修正 劍橋劍橋 Modified Cam-Clay彈塑性應(yīng)變軟化應(yīng)變軟化 Strain Softening應(yīng)變軟化修正莫爾修正莫爾-庫(kù)倫庫(kù)倫 Modify Mohr-Coulomb彈塑性用用戶戶自定自定義義 user defined用戶接口 豐富的材料本構(gòu)模型，針對(duì)各種巖體土體材料，準(zhǔn)確模擬其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。同時(shí)還提供了用戶自定義接口，讓科研也得

8、心應(yīng)手。M-C :換填、地基處理、邊坡M-C-C:正常固結(jié)、微欠固結(jié)土且卸載M-M-C(HS):硬化土模型，可以模擬任意土、卸荷D-C（E-V):土石壩、卸荷MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 2D/3D和和CAD的無(wú)縫接口給建模帶來(lái)了極大的便的無(wú)縫接口給建模帶來(lái)了極大的便捷。捷。1、將CAD的DWG格式另存為DXF。2、AUTO CAD里面的圖不要離原點(diǎn)太遙遠(yuǎn)（十萬(wàn)百萬(wàn)米之類）。MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS

9、 Information Technology Co., Ltd.http:/ Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 因?yàn)閹r土的構(gòu)成非常復(fù)雜，所以完全真實(shí)地模擬巖土材料的剛度特性是非常困難和不現(xiàn)實(shí)也是不經(jīng)濟(jì)的。在明確分析目的的情況下，適當(dāng)簡(jiǎn)化分析模型是必要的。 例如，模擬埋深較大的隧道時(shí)，將上部覆土高度內(nèi)的巖土都用有限元網(wǎng)格來(lái)模擬是不經(jīng)濟(jì)的。此時(shí)可模擬適當(dāng)范圍內(nèi)的巖土，將上部覆土按外部荷載輸入也是比較經(jīng)濟(jì)的方法。 另外，應(yīng)根據(jù)分析的目的選擇單元的類型以及確定模型的范圍。在設(shè)計(jì)中如

10、果關(guān)心的是位移、應(yīng)力以及支護(hù)的內(nèi)力，則應(yīng)該將模型的范圍擴(kuò)大一些，單元也應(yīng)該細(xì)分一些。但是像安全鑒定等探討巖土結(jié)構(gòu)的安全性時(shí)，則可以將模型縮小一些，外部邊界條件也可以使用彈簧來(lái)模擬。MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 隨意修改操作界面風(fēng)格；幾隨意修改操作界面風(fēng)格；幾何形狀的顏色網(wǎng)格的顯示方式何形狀的顏色網(wǎng)格的顯示方式等。等。 節(jié)點(diǎn)、單元、坐標(biāo)系、邊界條節(jié)點(diǎn)、單元、坐標(biāo)系、邊界條件和荷載等的顯示方式、顏色、大件和荷載等的顯示方式、顏色、大小等。小等。MIDAS Info

11、rmation Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 全部取消全部取消反選反選 點(diǎn)選點(diǎn)選/框選框選 圈選圈選多邊形選擇多邊形選擇多段線選擇多段線選擇選擇詢問(wèn)選擇詢問(wèn)顯示全選顯示全選單元節(jié)點(diǎn)查詢單元節(jié)點(diǎn)查詢?nèi)x多邊形選擇多段線選擇框選包括交叉 和和AUTOCAD 一樣可以正選反選，一樣可以正選反選，還包含比還包含比AUTOCAD更加豐富多樣的選更加豐富多樣的選擇功能，為復(fù)雜的模型提供便捷的操作。擇功能，為復(fù)雜的模型提供便捷的操作。MIDAS Information Technology Co., Ltd.

12、MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ (按鈕)坐標(biāo)值的輸入(捕捉, 表達(dá)式)輸入方式(絕對(duì)值，相對(duì)值等.)( )括號(hào)+, - , *, /+, -, , power (23 = 23)PI3.14159265SQRT平方根SIN, COS, TAN, etc.三角函數(shù)Frequently-used Mathematical Expressions選擇等待選擇輸入值(表達(dá)式)( 沒(méi)有被激活)預(yù)覽預(yù)覽重置重置在已定義方向的長(zhǎng)度或距離選擇類型在選擇過(guò)濾里面設(shè)置面向任務(wù)的用戶界面，每一步有動(dòng)態(tài)顯示下一步操作的內(nèi)容和方法。面向任務(wù)的用戶界面，每一步有動(dòng)

13、態(tài)顯示下一步操作的內(nèi)容和方法。MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ / 基準(zhǔn)軸基準(zhǔn)軸選擇過(guò)濾選擇過(guò)濾基準(zhǔn)軸基準(zhǔn)軸基準(zhǔn)軸方向基準(zhǔn)軸基準(zhǔn)軸基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面法向基準(zhǔn)平面基準(zhǔn)平面線線 (Line)直線的方向線線圓圓/弧弧 (Circle/Arc)曲線/圓的法向線線平面平面 (Plane)平面法向面面旋轉(zhuǎn)面旋轉(zhuǎn)面 Revolved)旋轉(zhuǎn)面的旋轉(zhuǎn)軸面面兩點(diǎn)向量?jī)牲c(diǎn)向量?jī)牲c(diǎn)向量的方向-剖面剖面剖面法向-線圓/弧平面旋轉(zhuǎn)面剖面法向圓平面面提供了多樣的方式來(lái)定義方向和基準(zhǔn)軸。提供了多

14、樣的方式來(lái)定義方向和基準(zhǔn)軸。MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ DXF 3D，導(dǎo)入3維地層曲線2、幾何-生成幾何體-放樣，依次選擇導(dǎo)入的三維曲線生成三維曲面GTS提供了多種便捷的曲面生成方式，這里介紹兩種。提供了多種便捷的曲面生成方式，這里介紹兩種。http:/ MIDAS Information Technolo

15、gy Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 檢查重復(fù)輸入可以檢查檢查重復(fù)輸入可以檢查cad導(dǎo)入的線段的點(diǎn)導(dǎo)入的線段的點(diǎn)是否重合，刪除短線可以檢查是否重合，刪除短線可以檢查cad導(dǎo)入的線段是導(dǎo)入的線段是否有短線。否有短線。MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 提供各種尺寸控制方法，均勻尺寸提供各種尺寸控制方法，均勻尺寸, 分割分割, 線性梯度線性梯度(尺寸、比例、對(duì)稱選項(xiàng)尺寸、比例、對(duì)稱選項(xiàng)) 和細(xì)分

16、選項(xiàng)，可以根據(jù)建模需求劃分最優(yōu)化合理的網(wǎng)格。和細(xì)分選項(xiàng)，可以根據(jù)建模需求劃分最優(yōu)化合理的網(wǎng)格。線性和對(duì)稱播種均勻尺寸線性梯度平穩(wěn)變換MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 快速?gòu)捏w單元析取得到面單元，從面單元析取得到線單元快速?gòu)捏w單元析取得到面單元，從面單元析取得到線單元MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 建立數(shù)值分析模型時(shí)主要考慮事項(xiàng)如下：

17、決定節(jié)點(diǎn)位置時(shí)，主要考慮結(jié)建立數(shù)值分析模型時(shí)主要考慮事項(xiàng)如下：決定節(jié)點(diǎn)位置時(shí)，主要考慮結(jié)構(gòu)的幾何形狀、材料、截面類型、荷載狀態(tài)等需要構(gòu)的幾何形狀、材料、截面類型、荷載狀態(tài)等需要節(jié)點(diǎn)位置的因素的影響。需要建立節(jié)點(diǎn)的位置如下：節(jié)點(diǎn)位置的因素的影響。需要建立節(jié)點(diǎn)的位置如下：A. 需要輸出分析結(jié)果的位置B. 需要輸入荷載的位置C. 材料變化的位置或規(guī)劃的邊界D. 應(yīng)力變化較大的位置E. 巖土或結(jié)構(gòu)形狀變化位置MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 線單元線單元(桁架單元、梁?jiǎn)卧?/p>

18、等桁架單元、梁?jiǎn)卧?雖然不受單元大小的影響，但是面單元和雖然不受單元大小的影響，但是面單元和實(shí)體單元受單元大小、形狀、分布的影響，所以對(duì)應(yīng)力變化較大或應(yīng)力集中實(shí)體單元受單元大小、形狀、分布的影響，所以對(duì)應(yīng)力變化較大或應(yīng)力集中位置應(yīng)細(xì)分單元。位置應(yīng)細(xì)分單元。 一般來(lái)說(shuō)，需要細(xì)分單元的位置如下：一般來(lái)說(shuō)，需要細(xì)分單元的位置如下：A. 幾何不連續(xù)位置，例如隧道地面的角部。B. 荷載變化較大的位置，特別是有較大集中荷載作用位置C. 剛度或特性值變化的位置D. 不規(guī)則邊界位置E. 可能發(fā)生應(yīng)力集中位置F. 需要精密的應(yīng)力和內(nèi)力結(jié)果的位置MIDAS Information Technology Co.,

19、 Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 對(duì)比下兩種網(wǎng)格的形狀吧！映射網(wǎng)格具體操作可以按F1查看幫助文件MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 單元的尺寸和形狀盡量一致。B. 在需要單元尺寸變化的位置，大小的變化應(yīng)盡量按對(duì)數(shù)分布變化。C. 相鄰單元的尺寸差異要小于1/2。D. 計(jì)算應(yīng)力用的單元盡量選用四節(jié)點(diǎn)的面單元或八節(jié)點(diǎn)的實(shí)體單元，單元的形狀比最好是1:1且不要超過(guò)1:4。為了傳遞剛度或計(jì)算位移為目的時(shí)，不要超

20、過(guò)1:10。E. 四邊形單元角度最好是90，盡可能在45135之間；三角形單元的角度最好是60，盡可能在30150之間。G. 面單元的節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量在同一平面內(nèi)，不在同一平面內(nèi)的高度差盡量不要超過(guò)1/100。MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 劃分完網(wǎng)格后一定要檢查是否耦合。MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ Information Tech

21、nology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 程序提供了豐富的邊界條件，來(lái)模擬各種分析工況：MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 程序提供了豐富的荷載條件，來(lái)模擬各種受力狀態(tài)：荷載函數(shù)施加見(jiàn)下頁(yè)MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ -函數(shù)函數(shù)預(yù)覽函數(shù)變化圖形給施加荷載

22、函數(shù)命名名稱選擇定義函數(shù)的參考坐標(biāo)系選擇函數(shù)變化的變量,可選擇X,Y,Z輸入隨變量變化的數(shù)值大小本圖所示函數(shù)為：在整體直角坐標(biāo)系下，荷載函數(shù)在Z坐標(biāo)軸向發(fā)生變化，Z坐標(biāo)值為0時(shí)，荷載數(shù)值為10，Z坐標(biāo)值為10時(shí)，荷載數(shù)值為0。MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ & 建立拖 & 放樹(shù)形結(jié)構(gòu) 拖放實(shí)現(xiàn)生死單元模擬MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co.,

23、Ltd.http:/ TBAF(a)(b)(c)n 單元的增加和拆除(生死) 增加單元增加單元 0 應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài), 增加自重增加自重 拆除單元拆除單元 n 設(shè)定荷載分配率n 修改材料特性 修改材料邊界集合修改材料邊界集合AATTBAAOAAVVFdVdV BNMIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ Informat

24、ion Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 可視化和文本化可視化和文本化用戶可靈活控制圖例、顏色、字體、大小等.圖形和表格可在不同的窗口中同時(shí)輸出可同時(shí)輸出變形前和變形后形狀(包含模態(tài)形狀)可輸出部分幾何體或用戶選擇的部分等值線和動(dòng)畫(huà) (AVI)等值線(2D)和等值面(3D)切斷面和剖斷線/面分離輸出圖形和動(dòng)畫(huà)的連續(xù)輸出結(jié)果數(shù)據(jù)與MS-Excel兼容查找和輸出結(jié)果輸出施工階段分析和時(shí)程分析結(jié)果輸出WMF, BMP, PNG格式的圖形使用XML、Word和Html生成優(yōu)秀的計(jì)算書(shū)前后處理切換功能鍵MID

25、AS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 土應(yīng)力分析土應(yīng)力分析位移內(nèi)力(桁架、植入桁架), 彎矩 (2D 噴射混凝土)反力應(yīng)力(土壤, 噴射混凝土, 錨桿)- 全部: Sxx, Syy, Szz, Sxy, Syz, Sxz- 有效: Sxx, Syy, Szz, Sxy, Syz, Sxz - 主應(yīng)力(P1, P2, P3)- 孔隙壓力- 平均有效, 平均全部應(yīng)變- Exx, Eyy, Ezz, Exy, Eyz, Exz- 主應(yīng)變(E1, E2, E3)- 最大剪應(yīng)變- 偏

26、差應(yīng)變- 容積應(yīng)變-塑性區(qū)n 滲流分析滲流分析速度壓力, 總水頭水頭梯度水流n 動(dòng)力分析動(dòng)力分析位移速度加速度時(shí)程曲線n 邊坡穩(wěn)定邊坡穩(wěn)定穩(wěn)定系數(shù)最小滑移面MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ Step： 第五個(gè)施工階段Reaction：反力Displacement：位移1D Element Forces-1D：?jiǎn)卧獌?nèi)力Plate Forces：板單元內(nèi)力1D Element Stresses- 1D：?jiǎn)卧獞?yīng)力Plate Stresses：板單元應(yīng)力Solid Str

27、esses ：實(shí)體單元應(yīng)力Plate Strains：板單元應(yīng)變Solid Strain：實(shí)體單元應(yīng)變Traction-x、y、z ：?jiǎn)卧鴺?biāo)系x、y、z 方向的摩擦力Rel. Disp- x、y、z isp：?jiǎn)卧鴺?biāo)系x、y、z 方向的樁土相對(duì)位移Traction-x ：樁端承載力Rel. Disp- x：樁端樁土相對(duì)位移http:/ Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ ，選擇下圖 所示剖分面：在特性窗口里面點(diǎn)擊定義，定義剖分面的位置 MIDAS Information Technology Co., Ltd.MIDAS Information Technology Co., Ltd.http:/ 為后處理