midas界面单元参数取值说明
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midas板单元考虑我在看Midas的板单元时,发现它只有5个自由度(ux,uy,uz,R_x,R_y),而一般的有限元会有6个(ux,uy,uz,R_x,R_y,R_z)。
请问它是怎么考虑的?还有它的面内厚度和面外厚度是什么意思?板应该是一个厚度,宽度应该有单元的宽度来定,怎么在特性值来输入?面内厚度和面外厚度可以输入不同厚度实际上是midas软件的一个优点。
一般情况下,可以输入同样厚度,但对于空心板,用板单元模拟时,无法用同一厚度同时体现空心板的厚度和重量。
在MIDAS中可在平面外厚度中输入等刚度的厚度,在平面内厚度中输入等重量的厚度。
常用有限元的自由度如下:桁架单元(Truss)、索单元: 只有轴向自由度实体单元:只有平移自由度。
板单元:五个自由度梁单元:六个自由度墙单元(超单元):六个自由度您也可以向我们推荐一下六个自由度的板单元。
那请问板梁之间刚性连接时,其中的五个自由度完全主从,梁单元的RZ自由度咋办?而ANSYS的板单元是有6个自由度的。
可在梁截面范围内的板单元上再设一个从属节点。
比如地下涵洞顶板和底板与立柱连接时,可将立柱截面范围内的板细分并使其从属于柱端点。
比如梁与板平行且在同一平面内连接时,可将梁单元深入板内一部分或垂直于梁的板单元内再做一个刚性杆连接,长度与梁高相同。
比如梁与板平行但不在同一平面内时,梁与板的刚性连接设置足够密(比如1m)。
梁平面外受弯的传递可通过临近的刚性连接实现。
当然如果六个自由度的板单元能解决所有问题(屈曲、非线性、动力问题)就很好了。
你说“梁与板平行且在同一平面内连接时,可将梁单元深入板内一部分或垂直于梁的板单元内再做一个刚性杆连接,长度与梁高相同。
”我对这有点疑惑。
板单元是个面,梁单元怎样深入板内?象我们桥梁中的结合梁,纵梁上的板,我是这样处理的,纵梁是工字形截面,偏心用中-上部,直接用纵梁上的节点建板单元。
就不存在用刚性连接,是否是你说的那个意思?是你理解有误,梁深入板内是可以的,因为前提是梁跟板在同一平面内,也就是说使得梁的一个单元正好跟板的一个边重合。
midas FEA Technique Data Series技术资料–界面单元参数取值说明用户在进行界面单元模拟时,界面单元参数一般由试验得到,如果没有提供的参数,甚至需要不断的修改参数,然后对结果判断这样的重复过程来选择合适的界面单元参数。
所以取值需要用户不断模拟得到的经验,我们也整理了一些界面参数取值方面的资料,仅供参考。
1.刚法向度模量Kn刚和切向度模量Ks:Kn,Ks应该根据试验确定,Kn,Ks 应该足够大以不致引起过大的穿透,但又不应该大到导致刚度矩阵病态而收敛性变差。
ansys用户手册上介绍接触面参数时,建议一般可取接触面两侧弹性模量较小值的10倍,由于这个参数取值确实没有太多经验,一般还是用建议的10倍刚度的方法,当然,如果有试验,那么最好通过试验反分析的方法来确定参数。
一般来说,Ks比Kn 小1~3个量级,推荐Ks=Kn/100。
2结动单参数.粘滑界面元采用粘结滑动模型时,切向力和切向位移之间关系为非线性,法向为线性(采用输入的法向刚度模量)。
三次方程:c推荐取为抗拉强度,(临界)剪切滑动值推荐取为0.06mm幂次法则:DIANA例中a取为0.38*立方体抗压强度;b取为0.18,剪切滑移量取为0.00013.库仑单摩擦界面元参数库仑摩擦界面单元参数与D-P的参数一样,分别为内聚力、摩擦角、膨胀角,内聚力一般在1KPa-200KPa之间,摩擦角一般在几度到二十几度,大的可以达到40度左右,比如煤的摩擦角就有38度左右。
膨胀角是针对土的剪切膨胀性能设定的用来控制体积膨胀大小的参数,对于压实的颗粒状材料,当材料受剪时颗粒会发生膨胀,如果膨胀角为0,则不会发生体积膨胀,如果膨胀角=摩擦角,则会发生严重的体积膨胀。
一般是现场采样试验得到得,如果得不到,膨胀角可设为0。
如果膨胀角和摩擦角相同则为关联流动法则,不相同则为非关联流动法则。
膨胀角的存在使计算更为复杂。
4胀缝单参数.膨裂界面元输入的抗压强度为立方体抗压强度。
一: 操作步骤:1: 执行PM正常操作退出;2: 接力PMSAP8 –空间结构建模及分析(普及版)3: 进入PMSAP后需输入工程名,目前限制的工程名是“TEST”4: 进入PMSAP后选择菜单—“导入PM平面模型”5: 点击菜单后弹出如下对话框:(1)读取PM楼面导荷载结果,会将板荷载转换为梁/墙荷载(2)不读取的话,会直接转换PM里的楼面荷载6: 读取PM模型后执行菜单:7> 在PKPM工程文件夹下增加一个文件:文件名: “FloorInfo.Txt”格式如下:*Ground-5.8*FLOOR;FloorNum , Height1, 42, 4………………………..8> 运行转换程序,选择文件夹进行转换二:限制条件1>不支持任意多变形截面及截面102>截面9会被转换为截面23>截面25会被转换为截面154>截面1如果采用钢材的话会被转换为混凝土材料,需用户重新设定5>截面4会被转换为截面36>C型为正值时开口方向会与PKPM相反7>CR型都会被转换为对称截面8>PMSAP无法读入多塔信息里设置的各层层高?9>不支持越层构件,支持层间构件10>弧构件会被转为直构件11>楼板的标高升降无法读取,厚度为0的板会被转换为虚板(厚度100)12>楼板类型转换为刚性,需用户自行设置13>不支持楼板的局部洞口转换14>支撑在PMSPA导出时变成了柱!!(增加自动判断支撑的功能??)15>柱有可能在PMCAD转到PMSAP中时由层间构件被切割成2段柱16>PMSAP中的墙荷载值导出的有问题?(主要是局部梯形荷载,局部均布荷载两个类型有端荷载值有问题, 都变成了三角形) 但幸运的似乎一般板折算到墙上的荷载都为满布的梯形荷载17>悬挑板无法传递到PMSAP中(包括纯悬挑板与非纯悬挑板)18>注意SRC截面转换后直接分析的话可能会提示弹性模量不正确,应该是Building导入的一个Bug,在编辑截面的对话框下确认下此截面的弹性模量即可.三:分析结果对比(PM倒荷)南北九楼对比(王工)注:PKPM混凝土容重取为25 ,Building地面加速度取10总质量误差0.5%梁丽娉020——61133618——501Lianglp@QQ:286236291四:板荷载读取对比PKPM第二标准层(恒载):五: 工程实例比较混凝土容重25; 其余默认读取PM楼面荷载, Building导荷。
midas gen单元类型Midas Gen是一种结构分析与设计软件,是由Midas Information Technology开发的。
它是一个综合性的结构分析与设计软件,可以用于各种类型的建筑和工程结构的分析和设计。
作为一个功能强大的工具,Midas Gen包含了各种不同类型的单元,用于建筑和工程结构的模拟和分析。
Midas Gen的单元类型包括:1.梁单元:梁单元是用来模拟和分析结构中的梁的,它可以进行静态和动态分析。
梁单元可以用来模拟不同材料的梁,如钢、混凝土和木材。
2.柱单元:柱单元是用来模拟和分析结构中的柱子的,它可以进行静态和动态分析。
柱单元可以用来模拟不同材料的柱子,如钢、混凝土和木材。
3.块单元:块单元是用来模拟和分析结构中的块体的,比如墙壁和地板。
块单元可以用来模拟不同材料的块体,如砖、混凝土和石材。
4.钢单元:钢单元是用来模拟和分析结构中的钢结构的,比如框架和桥梁。
钢单元可以用来模拟不同类型的钢结构,如钢构件和钢板。
5.混凝土单元:混凝土单元是用来模拟和分析结构中的混凝土结构的,比如柱子和梁。
混凝土单元可以用来模拟不同等级的混凝土,从普通混凝土到高强混凝土。
6.土壤单元:土壤单元是用来模拟和分析结构的地基和土壤的行为的。
土壤单元可以用来模拟不同类型的土壤,如沙土、黏土和软土。
7.框架单元:框架单元是用来模拟和分析框架结构的,比如框架和梁柱节点。
框架单元可以用来模拟不同类型的框架结构,如钢结构和混凝土结构。
8.梁柱单元:梁柱单元是用来模拟和分析梁柱节点的行为的。
梁柱单元可以用来模拟不同类型的梁柱节点,如混凝土梁柱节点和钢梁柱节点。
除了以上类型的单元外,Midas Gen还提供了各种其他类型的单元,可以满足不同类型的结构分析和设计需求。
这些单元可以通过用户界面选择和定义,以便适应不同的结构和工程要求。
总结起来,Midas Gen的单元类型非常丰富多样,可以满足各种建筑和工程结构的分析和设计需求。
第一章基本功能与限制1.1 结构大师简介1.2 主要功能1.3 使用限制1.4 工作界面第二章运行环境第三章结构第四章构件第五章边界第六章荷载第七章分析设计第八章结果第九章详细结果第十章工具第十一章视图第十二章窗口第十三章帮助附录1.1 结构大师简介区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R24 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2010-03————功能说明结构大师(Structure Master)是基于三维的建筑结构分析和设计系统,是建筑大师(midas Building )的主要模块之一。
(1)结构大师提供了基于实际设计流程的用户菜单系统;(2)结构大师提供了基于标准层概念的三维建模功能,提高了建模的直观性和便利性,从而提高了建模效率;(3)结构大师中既提供了完全自动化的分析和设计功能,又向用户开放了各种控制参数,其自动性和开放性不仅能提高分析和设计的效率,而且能提高分析和设计的准确性;(4)结构大师中不仅包涵了最新的结构设计规范,而且提供三维图形结果和二维图形计算书、文本计算书、详细设计过程计算书,并提供各种表格和图表结果,可输出准确美观的计算报告。
图1.1 建筑大师系列程序结构组织图1.2 主要功能区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明结构大师的主要功能如下:【主要建模功能】①使用建筑底图或结构底图建模②自动生成墙洞口③基于标准层的三维建模功能④分析和设计参数的整合⑤项目管理功能和数据库共享功能【主要分析功能】①地震波适用性自动判别和自动调幅②自动设置振型质量参与系数③自动计算最不利地震作用方向并在此方向加载设计④基于影响面分析的活荷载不利布置分析(可考虑竖向构件)⑤特殊分析功能(施工阶段分析、P-Delta分析、温度分析等)⑥具有数检功能的弹塑性分析⑦可导入施工图中的实际配筋准确计算所有构件的铰特性⑧全新的带洞口的纤维模型非线性剪力墙单元⑨可以按整体结构、楼层及构件三个层次输出弹塑性分析结果【主要设计功能】①提供各荷载工况、荷载组合的设计结果②提供与模型联动的单体构件设计工具③提供人防构件的设计④提供弧墙、异形柱、异形板的设计⑤提供任意形柱的设计【计算书及结果输出】①提供二维图形结果和文本计算书②提供详细计算过程计算书③提供三维图形结果和图表结果④提供超筋超限信息⑤提供专家校审功能和校审报告1.3 使用限制区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明程序的使用限制如下:①层数限制:1000层②各层构件数量(梁、柱、墙、支撑):5000个③各层的塔块数量:1000个(刚性楼板分块数量)④结构单元数量(构件数量):9999999个(大约1000万个)1.4 工作界面区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明结构大师(Structure Master)是基于windows操作环境开发的应用程序,适用于IBM兼容机,其要求的基本配置和推荐配置如下:2.1.1 基本配置功能说明(1)CPU:Pentium IV(CPU 2.0GB)及以上的配置(2)内存:RAM 1.0GB及以上的配置(3)显卡:与Windows兼容的显卡(支持OpenGL和DirectX 9.0C及以上版本)(4)操作系数:Microsoft Windows 2000及以上版本(5)硬盘:20GB及以上可用空间(6)分辨率:1024 x 768(7)显示器:支持16bit high color及以上颜色的设置(8)其它:与Windows兼容的打印机或绘图机2.1.2 推荐配置功能说明(1)CPU: Pentium IV(CPU 3.0GB或Dual 2.0GB)及以上的配置(具有双核及以上的配置时,方程求解器支持多处理器的运算)(2)内存:RAM 2.0GB及以上的配置(3)显卡:与Windows兼容的显卡(支持OpenGL和DirectX 9.0C及以上版本)(4)操作系统:Microsoft Windows XP或VISTA(5)硬盘:50GB及以上可用空间(6)分辨率:1280 x 1024(7)显示器:支持32bit high color及以上颜色的设置(8)其它:与Windows兼容的打印机或绘图机2.2 数据文件区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明(1)前处理中生成的文件:区分版本/ Revision No. 改善建议者改善内容内容列表产品功能Ver.112 R3 /No.2009-03————手册内容Ver.110 R2 /No.2009-02————功能说明程序提供两种建立轴网的方式,一种是直接在轴网界面中输入,功能类似CAD,同时可按结构布置选择正交轴网或弧线轴网,详细介绍参见第3.1.1.1节和第3.1.1.2节;另一种是导入建筑图或结构图形成底图,既可以形成构件中心线还可以导入构件边框线、门窗洞口线、隔墙位置线等图素,方便用户建立模型,详细介绍参见第3.1.1.3节。
midas FEA Technique Data Series
技术资料–界面单元参数取值说明
用户在进行界面单元模拟时,界面单元参数一般由试验得到,如果没有提供
的参数,甚至需要不断的修改参数,然后对结果判断这样的重复过程来选择
合适的界面单元参数。
所以取值需要用户不断模拟得到的经验,我们也整理
了一些界面参数取值方面的资料,仅供参考。
1.刚
法向度模量Kn刚
和切向度模量Ks:
Kn,Ks应该根据试验确定,Kn,Ks 应该足够大以不致引起过大的穿透,但又不应该大到导致刚度矩阵病态而收敛性变差。
ansys用户手册上介绍接触面参数时,建议一般可取接触面两侧弹性模量较小值的10倍,由于这个参数取值确实没有太多经验,一般还是用建议的10倍刚度的方法,当然,如果有试验,那么最好通过试验反分析的方法来确定参数。
一般来说,Ks比Kn 小1~3个量级,推荐Ks=Kn/100。
2结动单参数
.粘滑界面元
采用粘结滑动模型时,切向力和切向位移之间关系为非线性,法向为线性(采用输入的法向刚度模量)。
三次方程:c推荐取为抗拉强度,(临界)剪切滑动值推荐取为0.06mm
幂次法则:DIANA例中a取为0.38*立方体抗压强度;b取为0.18,剪切滑移量取为0.0001
3.库仑单
摩擦界面元参数
库仑摩擦界面单元参数与D-P的参数一样,分别为内聚力、摩擦角、膨胀角,内聚力一般在1KPa-200KPa之间,摩擦角一般在几度到二十几度,大的可以达到40度左右,比如煤的摩擦角就有38度左右。
膨胀角是针对土的剪切膨胀性能设定的用来控制体积膨胀大小的参数,对于压实的颗粒状材料,当材料受剪时颗粒会发生膨胀,如果膨胀角为0,则不会发生体积膨胀,如果膨胀角=摩擦角,则会发生严重的体积膨胀。
一般是现场采样试验得到得,如果得不到,膨胀角可设为0。
如果膨胀角和摩擦角相同则为关联流动法则,不相同则为非关联流动法则。
膨胀角的存在使计算更为复杂。
4胀缝单参数
.膨裂界面元
输入的抗压强度为立方体抗压强度。
采用脆性模型时需输入初始临界裂缝宽度,达到这个宽度后激活膨胀裂缝模型,DIANA例题取为0.009mm;采用线性软化模型时需输入断裂能,断裂能决定了软化曲线下方面积的大小,与抗拉强度,最大裂缝应变有关:
一般最大裂缝应变在10e-4-10e-3量级。
离散裂缝模型中的线性软化参数与此相同。
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