midas梁單元板單元實體單元懸臂梁模型的建立結(jié)構分析

1、midas梁單元板單元及實體單元懸臂梁模型的建立及結(jié)構剖析midas梁單元板單元及實體單元懸臂梁模型的建立及結(jié)構剖析22/22midas梁單元板單元及實體單元懸臂梁模型的建立及結(jié)構剖析梁單元、板單元及實體單元懸臂梁北京邁達斯技術有限公司目錄簡要設定操作環(huán)境輸入資料和截面數(shù)據(jù)定義資料定義截面定義厚度2建立懸臂梁模型輸入梁單元輸入板單元輸入實體單元更正單元坐標系切割單元輸入界線條件8輸入荷載運行結(jié)構剖析查察剖析結(jié)果查察反力查察變形和位移查察內(nèi)力查察應力簡要本例題介紹使用梁單元、板單元、實體單元來建立懸臂梁，并查察各種單元剖析結(jié)果的方法。模型如圖1所示，截面為長方形(0.4mx1m)，長20m。固定

2、端長:20m梁單元板單元0.4m資料:C301m實體單元圖1.懸臂梁模型設定操作環(huán)境打開新項目(新項目)，保存(保存)為Cantilever.mcb。文件/新項目文件/保存(懸臂梁)單位系統(tǒng)做以下設置。工具/單位系統(tǒng)長度m;力tonf輸入資料和截面數(shù)據(jù)定義資料模型/資料和截面特點/資料種類混凝土;規(guī)范GB-Civil(RC);數(shù)據(jù)庫30定義截面使用UserType，輸入實腹長方形截面(0.4m1m)。模型/資料和截面特點/截面數(shù)據(jù)庫/用戶名稱SR;截面種類實腹長方形截面對于面內(nèi)厚度和面外厚度的說明請參照在線幫助手冊。圖4.用戶;H(0.4);B(1)定義厚度模型/資料和截面特點/厚度數(shù)值厚度號

3、(1);面內(nèi)和面外(0.4)圖2.定義資料圖3.定義截面定義厚度建立懸臂梁模型輸入梁單元使用擴展功能建立梁單元。標準視圖,自動對齊(開),號(開)模型/節(jié)點/建立坐標(0,0,0)模型/單元/擴展單元全選擴展種類節(jié)點線單元單元屬性單元種類梁資料1:30;截面1:SRAngle(0)生成形式復制和搬動;復制和搬動等間距dx,dy,dz(20,0,0);單元;Beta復制次數(shù)(1)圖5.輸入梁單元選擇刪除的話，復制的梁單元被擴展后會自動被刪除。選擇搬動的話，該梁單元會搬動到生成的板單元的尾端。輸入板單元第一將梁單元復制到板單元的輸入地址后，經(jīng)過擴展功能將梁單元擴展成板單元。模型/單元/復制和搬動選

4、擇最新建立的個體形式復制搬動和復制等間距;dx,dy,dz(0,0.5,-2)復制次數(shù)(1)模型/單元/擴展單元選擇最新建立的個體擴展種類線單元平面單元目標搬動(on)單元屬性單元種類板單元資料1:30;厚度1:0.4生成形式復制和搬動復制和搬動等間距dx,dy,dz(0,-1,0);復制次數(shù)(1)圖6.利用復制的梁單元建立板單元輸入實體單元使用同樣的方法，將板單元復制到實體單元的輸入地址后，經(jīng)過擴展功能將板單元擴展成實體單元。模型/單元/復制和搬動選擇最新建立的個體模型復制復制和搬動等間距;dx,dy,dz(0,0,-1.5)復制次數(shù)(1)模型/單元/擴展單元選擇近來建立的個體擴展種類平面單

5、元實體單元目標搬動(on)單元屬性單元種類實體資料1:30生成種類復制和搬動復制和搬動等間距dx,dy,dz(0,0,-0.4);次數(shù)(1)復制圖7.輸入實體單元模型更正單元坐標系單元的內(nèi)力是以相應單元的單元坐標系為準輸出的，因此合適地賞賜單元坐標系，可使查察結(jié)果變得更為方便本例題中使用ChangeElementParameters功能將全部單元的坐標系更正為一致的單元坐標系。顯示模型/單元局部坐標軸(開)單元/更正單元參數(shù)全選參數(shù)種類更正單元坐標軸模型參照單元(1)與參照單元對齊坐標軸優(yōu)先序次1st(Loc-z);2nd(Loc-y)更正前更正后圖8.更正板單元和實體單元的單元坐標系切割單元

6、板單元和實體單元的大小會影響剖析結(jié)果的精度。這里將板單元按單元坐標系的x方向切割成20份，將實體單元按單元坐標系的x,y方向分別切割成40份和2份。模型/單元/切割單元單項選擇(單元:3)切割單元種類平面;x方向切割數(shù)量(20)y方向切割數(shù)量(1)單項選擇(單元:5)切割單元種類實體;x方向切割數(shù)量(40)y方向切割數(shù)量(2)等間距等間距z方向切割數(shù)量(1)顯示單元局部坐標軸(off)圖9.被切割的板單元和實體單元輸入界線條件實體單元沒有旋轉(zhuǎn)自由度，因此不需約束。但由于是和其他單元一同定義界線條件，因此方便拘束所有自由度。輸入各單元模型的界線條件（固定端）。模型/界線條件/一般支撐平面選擇平面

7、YZ平面;X坐標(0)選擇增加支撐條件種類D-All(開),R-All(開)圖10.輸入懸臂梁的界線條件輸入荷載對于梁單元使用ElementBeamLoads功能，對于板單元和實體單元使用PressureLoads功能按懸臂梁的重力方向(GCSZ軸)輸入1tonf/m的均布荷載。荷載工況1:UL-Beam荷載工況2:UL-Plate荷載工況3:UL-Solid荷載/靜力荷載工況名稱(UL-Beam);種類用戶定義的荷載名稱(UL-Plate);種類用戶定義的荷載名稱(UL-Solid);種類用戶定義的荷載圖11.定義荷載工況使用ElementBeamLoads功能輸入梁單元的均布荷載。荷載/梁

8、單元荷載單項選擇(單元:1)荷載工況名稱UL-Beam荷載種類均布荷載方向整體坐標系Z;投影No;數(shù)值相對值x1(0);x2(1);w(-1)圖12.梁單元均布荷載使用PressureLoads功能輸入板單元的均布荷載。荷載/壓力荷載多邊形選擇(單元:全部板單元)荷載工況名稱UL-Plate;選擇增加單元種類板平面應力單元（面）壓力面選擇單元方向整體坐標系Z;投影No荷載均布;P1(-1)圖13.輸入板單元的均布荷載用鼠標指定實體單元上端的任意節(jié)點，就會自動輸入要選擇的平面的Z坐標-3.5。選擇加載方式時若選擇單元的話，需指定單元的加載面。在圖4左側(cè)的樹形菜單中，單元種類選擇實體單元后選綱領加

9、載的單元的話，單元加運行結(jié)構剖析載面就會按虛線顯示，若加載面不符，可經(jīng)過變換壓力面#來調(diào)整。使用PressureLoads功能輸入實體單元的均布荷載。實體單元輸入壓力荷載時對于加載面可選擇以節(jié)點為準和以單元為準兩種方式，這里選擇以節(jié)點為準選擇加載面。荷載/壓力荷載平面選擇5)平面X-Y平面;Z坐標(-3.荷載工況名稱UL-實體;選擇增加單元種類實體單元（面）選擇節(jié)點;方向整體坐標系Z荷載均布;P1(-1)Selection的Element方式圖14.輸入板單元的均布荷載荷載加載面剖析/運行剖析查察剖析結(jié)果查察反力利用表格查察由不同樣樣單元組成的懸臂梁在均布荷載作用下的反力。結(jié)果/剖析結(jié)果表格/

10、反力記錄激活荷載工況/荷載組合UL-梁(ST)(開);UL-板(ST)(開)UL-實體(ST)(開)圖15.激活紀錄對話框圖16.反力結(jié)果表格查察變形和位移標準視圖結(jié)果/變形/變形形狀荷載工況/荷載組合ST:UL-梁位移DXYZ;顯示種類變形前(開)荷載工況/荷載組合ST:UL-板荷載工況/荷載組合ST:UL-實體圖17.查察最大位移各單元懸臂梁的最大位移(DZ)如表1所示。梁單元板單元實體單元位移1.3531.351單位:m1.350表1.各單元懸臂梁的最大位移查察內(nèi)力查察梁單元懸臂梁的彎矩。結(jié)果/內(nèi)力/梁單元內(nèi)力求;內(nèi)力My顯示選項系數(shù)(1)5點(開);線涂色(開)顯示種類等值線圖(開);

11、數(shù)值(開)圖例(開)輸出全部圖18.梁單元中點的彎矩板單元內(nèi)力/彎矩供應板單元單位寬度內(nèi)的內(nèi)力。若是一個截面由幾個單元組成，則對于整個截面的內(nèi)力可利用局部方向內(nèi)力的合力功能查看。結(jié)果/內(nèi)力/板單元內(nèi)力/彎矩荷載工況/荷載組合ST:UL-板坐標系單元;節(jié)點平均值內(nèi)力Mxx顯示種類等值線圖(開),圖例(開)圖19.查察板單元懸臂梁的彎矩為查察實體單元懸臂梁中點(10m)的彎矩，現(xiàn)只激該死部分以便查察。正面;初始畫面圖20.ModelView的初始化點擊節(jié)點191的相關數(shù)據(jù)窗口選擇選擇圖20的，并將其激活。盤問/盤問節(jié)點節(jié)點號(191)窗口選擇(單元:圖20的)激活盤問節(jié)點,盤問單元是盤問節(jié)點和單元

12、相關情況時所使用的功能。點擊節(jié)點或單元的輸入欄(圖20的2)后，再點擊模型中的節(jié)點或單元的話，相應節(jié)點或單元的情報就會在下面的信息窗口中顯示。也可在輸入欄直接輸入節(jié)點或單元的編號再按回車鍵。使用盤問節(jié)點的功能時，連續(xù)點擊兩個節(jié)點的話，還供應這兩個節(jié)點間的相對距離。對于實體單元不另行輸出內(nèi)力，故需使用局部方向內(nèi)力的合力功能來查察整個截面的內(nèi)力。下面查察彎矩。結(jié)果/局部方向內(nèi)力的合力形式用多邊形選擇實體表面;荷載工況ST:UL-實體輸入坐標地址(271,191,72,152)圖21.實體單元懸臂梁的彎矩在局部方向內(nèi)力的合力對話框查察彎矩(Mz)。在局部方向內(nèi)力的合力定義結(jié)果輸出地址時，節(jié)點指定的序

13、次會決定計算內(nèi)力時所參照的坐標系。詳細內(nèi)容請參照在線幫助手冊。用不同樣樣單元建立的懸臂梁彎矩的計算結(jié)果如表2所示。梁單元板單元實單體位單:元tonf彎矩-50-50-50表2.各單元的彎矩查察應力對于梁單元可使用梁單元細部剖析功能查察應力發(fā)生的詳細情況。工具單位系統(tǒng)長度cm;力kgf全部激活結(jié)果/梁單元細部剖析荷載工況/荷載組合ST:UL-梁單元號(1)截面應力拉應力Normal;Fx(開),My(開),Mz(開)圖22.壓應力查察梁單元應力對于板單元查察整體坐標系X方向上的應力。結(jié)果/應力/平面應力/板應力荷載工況/荷載組合ST:UL-板選擇應力坐標系整體坐標系;節(jié)點的平均值;頂面應力Sig

14、-XX顯示種類等值線圖(開);圖例(開)選擇兩面顯示板厚度上的應力分布圖23.板單元懸臂梁的應力查察某特定節(jié)點的應力時，可使用快速盤問功能便利地查察。查察實體單元懸臂梁整體坐標系X方向上的應力。節(jié)點號(off)結(jié)果/應力/實體應力荷載工況/荷載組合ST:UL-實體選擇應力坐標系整體坐標系;節(jié)點的平均值應力Sig-XX;顯示種類圖例(開)圖24.實體單元懸臂梁上的應力對實體單元計算的應力成分中，Sig-XX,Sig-YY,Sig-ZZ,Sig-XY,Sig-YZ,Sig-XZ是整體坐標系各方向上的應力。Sig-P1,Sig-P2,Sig-P3為各主應力，其中Sig-Pmax為最大主應力。其他還供應Tresca應力和有效