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截面特性计算器-SPC使用说明及实例

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SP（使用说明及实例北京迈达斯技术有限公司2013/2/25目录1、SPC使用说明 (2)1.1 总述 (2)1.2截面形式：Plane和Line (2)1.3导入spc步骤及注意事项 (3)1.4 SPC功能说明 (4)2、SPC实例演示 (13)2.1混凝土截面 (13)2.2钢箱梁截面 (15)2.3组合截面 (19)附录一MIDAS/Civil和MIDAS/Gen的标准截面数据库中截面抗扭刚度的计算方法•••241、SPC使用说明1.1 总述midas civil宀工具宀截面特性计算器SPC是截面特性值计算器一Sectional Property Calculator的缩写。

” Civil程序内部提供了很多种截面形式供用户选择，但并非涵盖所有工程截面，同时也为了方便与设计软件CAD的交互操作，可以通过工具中SPC计算截面特性并通过数值截面导入到Civil中，其中数值截面主要有数值＞任意截面、设计截面＞设计用数值截面、联合截面＞组合-一般。

SPC截面操作的一般步骤为：导入的AutoCAD dxf文件或者直接在SPC中绘制图形宀生成截面T计算截面特性T导出.sec文件。

导出的sec文件即可导入到Civil中生成相应截面。

1.2截面形式：Plane和LineSPC中用户可以根据情况选择Plane形式的截面或Line形式的截面来定义截面。

Plane形式的截面需要在CAD中画出实际截面形状，导入到SPC中,在Gen erate section里选择Pla ne Type, 程序会按照截面形状所指定的范围自动生成截面。

计算截面特性值时，程序会通过网格自动生成功能或人为指定网格尺寸在截面的Pla ne范围内生成网格，之后利用该网格有限元计算截面特性值。

程序默认采用的网格密度比较粗, 对于一般的混凝土截面来说可以满足精度要求，但对于用Plane模拟薄壁钢梁截面时，需要通过人为指定网格尺寸的方式来提高薄壁截面特性计算的精度。

Pla ne形式截面计算抗扭刚度时，首先利用有限元方法计算Prandtl的应力函数,通过对应力函数进行积分计算抗扭刚度。

Line形式的截面对于薄壁截面，只需在CAD中画出截面各部分的中心线或轮廓线，导入SPC后可先指定线的厚度生成实际截面形状，然后在Gen erate section里选择Line Type生成截面。

显示LineType的线必须有厚度，因为程序是利用此厚度计算截面特性的。

Line截面的抗扭刚度是根据剪力流(Shear Flow)计算的。

另外对于分离式钢结构截面，只能通过Line形式生成截面并计算输出。

对于截面厚度特别小的时候，若以Pla ne截面操作很难在又窄又长的领域内自动生成适当的网格，虽然在截面特性计算对话框里的Mesh Size可以直接指定网格的大小，但是这样会增多网格的个数，降低计算效率，所以薄壁截面尽量使用 Line 形式截面计算。

两种截面形式的优劣:a)Plane 形式截面可以计算剪切面积 SAx 和Say ，而Line形式截面不能；b)Plane 形式截面可显示截面的实际形状，而Line 形式截面导入 civil 后不能显示； c)Plane 形式截面可以进行设计验算，而 Line 形式截面不能；d)Line 形式截面定义比较复杂，要求指定每条线的线宽，对于闭合箱体部分必须准确定义闭合曲线，否则抗扭惯性矩计算错误;e) Line 形式截面特性计算简便，不会出现计算量大而死机的情况，而 网格划分过细时会导致计算缓慢甚至死机；f)Line 形式截面可以模拟分离式截面，而 Plane 形式截面不能。

1.3导入spc 说明及注意事项在SPC 中导入Auto CAD DXF 文件并计算截面特性时的一般步骤及注意事项，步骤如下:1、 先在Tools > Setting 中选择相应的单位体系，要求与 DXF 中长度单位体系一致，另外 DXF 的截面必须是在x-y 平面内，即所有点的坐标在z 轴上的值必须都为0,同时应确保DXF图1-(2) 生成Line 截面的过程Pla ne 形式截面生風心'u 哄，li文件中的截面线无重叠；2、File>lmport>AutoCAD DXF, 导入DXF 文件；3、在model>curve>interesect中进行交叉计算，以避免在CAD中存在没有被分割的线段；4、如果DXF 文件中有圆曲线且有直线与之相切时， 导入过程中因为圆曲线转换为直线,使原来的切线与圆曲线（已转换为多边形）不能相交，此时应使用 交；5、 在Sectio n> Ge nerate 中定义截面名称，选择生成截面形式;6、 计算特性值。

1.4 SPC 功能说明SPC 中延伸的功能使其相1.4.1SPC 界面图示截面特性 选择激活钝化用户/整体坐标系-*■ P^lriT・ C Create i nra^LAlE* Eglnt? 小 ilXrr'jT "!： CqU4lLTQ > Dal«t« a FL CM卒 &UB1TF -Z Cilrve TCtiitf* O eluded. L*IJ 讣 Tx*4<»L4ieF -EKicrd Z 1«FE« T」• Ben^ETB ? 7 DS 】f 诧 广"Scale Line|Curve- ■*>rdlnnfti>视图、移动及缩放"―*■ i arI ' F I "一 "H 4I # H -fc JH1WS rf™ fl 1. =li r .； A1i 11 ■ T 7 > ■ ■.r* a—■=■ ~__________' uc&rGC^：绘图及其他快捷操作图4 SPC 的程序的界面构成SPC 所提供的各种工具条可以通过Tools>Customize 来设定是否显示，并利用鼠标的拖放功能方便地设定其位置。

W WCAS/SPC V1.5 2 - 1|■ I Filr kdrf Model PFofTeHy Vfri-w I0 W T I L / Q f ；：■ :形 单菜 水 llrtpr +In.ter! ect信息窗口操作窗口an一旦匡啡图5 设定工具条的对话框在树形菜单、工具条、窗口右键菜单里提供了所有与SPC的建模及截面特性计算相关的功能，用户可以很方便地调出各项功能来进行建模和计算。

1.4.2 SPC—Setting 功能说明设定单位体系、显示/隐藏模型信息、设定颜色等可在工具条里点击匚：(Setting),或者在Tools>Setting进行设定。

图6 Setting对话框GeneralUnit System:在这里指定单位体系，包括力和长度单位。

如果更改单位体系，会出现如下的对话框，如点击是(Y) ”，所有的数据会按照指定的单位体系而自动的进行换算、更改。

Tolerance：在这里指定长度容许误差。

一般情况下，程序会根据设定的单位体系自动进行合理的调整或者手动进行修改。

DisplaySection截面-Name:在操作窗口中显示截面名称。

-Material:对于联合截面来说，显示各部分指定的材料。

Curve线-Width:表示线的厚度。

-Label:线的标记，包括线的编号ID、厚度Width、D-Group、剪应力Shear stress Point 点-Display:在操作窗口中显示点。

-ID:在操作窗口中显示点的编号。

Closed Loop闭合-Display:在操作窗口中显示封闭曲线。

-Label:线的标记，包括圭寸闭曲线的编号ID、剪力流shear flow。

Coordinate Axis坐标轴-Display:在操作窗口中显示当前坐标系的坐标轴。

ColorView-Selected En tity:指定被选择个体的颜色。

-Backgrou nd:指定操作窗口的背景颜色。

Closed Loop指定封闭曲线的颜色。

Curve-Normal:指定线的颜色。

对于有厚度的线指定的是线外轮廓的颜色。

-Width:指定有厚度的线的厚度部分的颜色。

-Calculated Secti on指定完成截面计算后所构成的线的颜色。

通过此颜色可以一目了然的区别是否进行截面特性的计算。

Poi nt-Normal :指定点的颜色。

-Unconnected End :未连接端的节点，没有闭合的曲线端部的节点的颜色-Centroid :进行截面计算，程序会自动在各截面的形心处生成点。

此功能用于 指定该点的颜色。

143 SPC 选择功能说明—— Select :对个体进行 选择 或 解除选择。

可以通过点击一个对象进行选择；若对多个对象进行选择，可以按住 [Ctrl ]键逐个点击对象进行选择或者是通过移动鼠标进行选择 ——在鼠标所设定的四边形的对角线的范围内的全部个体或部分个体会被选择。

如若再次点击已被选中的个体，则其将被解除选择。

Previous Selection前次选择的个体。

选择最新建立的个体。

注：在使用SPC 选择功能时，即使通过窗口选择全部个体，也将根据当前所调出的命令 （如修改线宽），只有适用该命令的个体才能被选中。

在当前没有调出任何菜单时可以对全部的个 体进行选择。

SPC 还提供可根据点、线、面各种不同的条件来选择个体的Pick 功能：Model>Curve/point>Pick 。

选择在组目录中指定的组所包含的个体。

点击Select Group图标对其激活后,在组目录中选择所要指定的组，其所包含的个体皆被选中;放在一个组中，方便查找选择。

SPC 中主要是将同类的截面Type :截面的形式,指定面(Plane)或线(Line)。

选择Plane形式时，可以勾选是否合并为直线"Merge Straight Lines ”，合并标准为当直线间角度小于某一值时，默认为2度，可修改。

Name :输入截面的名称，可在Redefine Sectio里重新指定。

Locatio n：指定截面的位置，在桥梁中经常使用大量的截面，此时可通过Arrange Sectio n, Pick Section等功能对各截面进行排列、搜索，也可在Redefi ne Section 里重新指定。

Group：指定截面所属的组，可以在组目录里选择，还可以输入新的组的名称建立组后将其包含在组里。

Section Color:选择截面颜色，可在Redefi ne Sectior里重新指定。

Calculate Properties Now :在生成截面的同时直接计算截面特性。

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SPC使用讲解

SPC使用讲解

計數值管制圖
– P Chart :不良率管制圖 – nP Chart:不良數管制圖 – C Chart: 缺點數管制圖 – U Chart: 單位缺點數管制圖
管制圖的應用
決定管制項目 決定管制標準 決定抽樣方法 選用管制圖的格式 記入管制界限 繪點、實施
NG 改善措施
管制圖判讀
OK
OK 重新檢討管制圖
績效報告：從衡量成品得到有關製程績效的資料，由 此提供製程的管制對策或改善成品。
製程中對策：是防患於未然的一種措施，用以預防製 造出不合規格的成品。
成品改善：對已經製造出來的不良品加以選別，進行 全數檢查並修理或報廢。
管制界限的構成
制程變異之原因
共同原因﹕制程中變異的因素在統計狀態下﹐ 則分配位置﹑分配散布及分配形狀三種變異。
– Pz=PZUSL+PZLSL
Ca& CP&Cpk
Ca (准確度) CP (精密度) Cpk (能力指數)
Ca

X SL 1T
2
CP USL LSL
6
Cpk (1 Ca )CP
X﹕是制程平均值 T﹕規格公差 σ﹕制程標准差 SL﹕規格中心
能力指數CPK
制程上限能力指數CPU及下限能力指數CPL
To
ΣX= ΣR= 制程能 CP= CP K=
均 Ｘ= R=
3.連 續 七 點 上 升 或 下 降 n 2345678 d2 1.1 1.7 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 D4 3.3 2.6 2.3 2.1 ### 1.9 1.9 D3 * * * * * 0.1 0.1 A 1.9 1 0.7 0.6 0.5 0.4 0.4
計算制程的標准偏差﹕
SPC使用讲解

SPC使用讲解


製程中只有共同原因的變異
製程中有特殊原因的變異
四種管制狀態
滿足要求
可接受 不可接受
受控
1類 2類
不受控
3類 4類
SPC導入流程
建 問 確 製 立 題 可 之 解 系 決 統 鍵 性
認 關 程 及 特
導入ＳＰＣ進行關鍵製 程 及 特 性 之 管 制 檢 討 製 程 能 力 符 合 規 格 程 序 足夠 持 續 進 行 製 程 改 善 計 劃 提 報 及 執 行 製程改善計劃
i 1
Xi
n
–眾
數 (M0)
基本統計的量數(二)

離散趨勢（分配差異的測定）
– 全距（R）
• 數據中最大值與最小值的差
– 偏差平方和 ( S )
S ( Xi X )
i 1 n 2
– 不偏變異（V）
S V n 1
基本統計量數(四)

標准差
– 母標准差（σ ) – 樣本標准差 （s）
2 ( Xi X ) i 1 n

S 2 N
s
S n 1
s2
n 1
計數值的分配

計數值的分配
– 超几何分配 – 二項分配
c .c p c
d x
N d n x N n
n x P cx p (1 p)n x
– 卜瓦松分配
P
.e
x

X!
計量值的分配

計數值管制圖
– – – –
管制圖的應用
決 定 管 制 項 目 決 定 管 制 標 準 決 定 抽 樣 方 法 選用管制圖的格式 記 入 管 制 界 限 繪 NG 點 、 實 施 OK
SPC分析操作指引

SPC分析操作指引

SPC分析操作指引一、确定需要监控的关键过程参数：首先，需要确定要监控的关键过程参数，这些参数可以直接影响产品质量的特性。

例如，对于汽车制造商来说，可以选择关键参数如车身长度、刹车距离等。

确保选择的参数能够区分产品的好坏，并且可以在生产过程中进行测量。

二、收集数据：接下来，需要收集并记录关键参数的测量数据。

在收集数据之前，需要决定采样间隔和采样数量。

采样间隔的选择应该基于生产速率和过程稳定性的要求，而采样数量的选择应该能够提供充分的统计信息。

三、创建控制图：使用收集的数据，可以创建控制图来显示过程的变化和稳定性。

控制图一般包括上限线、下限线和中心线。

上限线和下限线用于表示过程的上下限，中心线用于表示过程的平均值。

如果数据点超出了上下限线，就表示过程出现了异常，需要采取相应的纠正措施。

四、分析控制图：分析控制图是SPC分析的核心步骤。

可以使用统计方法来分析控制图，例如计算数据的均值、标准差，以及数据点的距离中心线的距离（即偏离值）。

通过统计分析，可以得出过程的稳定性和变化趋势。

五、识别特殊因素：在分析控制图的过程中，需要识别出影响过程稳定性的特殊因素。

特殊因素可能包括材料质量变化、设备故障等。

识别特殊因素对于改进过程稳定性和降低产品变异性至关重要。

六、采取纠正措施：根据分析结果，如果过程出现了异常或变化趋势，就需要采取相应的纠正措施。

这些纠正措施可能包括调整生产设备、更换材料、改变工艺参数等。

纠正措施的目标是恢复过程的稳定性，并确保产品质量符合要求。

七、持续监控和改进：总结起来，SPC分析是一种通过数据收集、控制图分析和纠正措施采取的方法，用于监控和控制生产过程的稳定性和产品质量。

通过遵循上述的操作指引，企业可以更好地使用SPC分析来提高生产过程的稳定性，并确保产品质量的一致性。

SPC计算公式和判定准则

SPC计算公式和判定准则

SPC计算公式和判定准则SPC（Statistical Process Control，统计过程控制）是一种通过统计方法对过程进行监控和控制来确保产品质量的方法。

SPC包含了一系列的计算公式和判定准则，用于对过程数据进行分析和判断。

本文将介绍SPC的常用计算公式和判定准则。

一、计算公式1. 平均值（X－bar）和范围（R）控制图的计算公式：平均值控制图：X-bar = (X1 + X2 + ... +Xn)/n范围控制图：R = Xmax - Xmin2.方差（S）控制图的计算公式：方差控制图：S = √((∑(xi - x̄)²)/(n-1))其中，xi为单个数据点，x̄为平均数，n为样本个数。

3.标准差（σ）控制图的计算公式：标准差控制图：σ = √((∑(xi - x̄)²)/n)其中，xi为单个数据点，x̄为平均数，n为样本个数。

4. 标准分数（Z-score）的计算公式：标准分数：Z=(X-μ)/σ其中，X为观测值，μ为总体平均值，σ为总体标准差。

5.概率（P）的计算公式：概率：P=1-Z其中，Z为标准分数。

二、判定准则SPC通过控制图上的控制限来进行判定，一般包括控制线和规范线。

常用的判定准则有以下几种：1.控制线：控制线用于界定过程是否处于统计控制状态。

一般有上限控制线（UCL）和下限控制线（LCL）。

当数据点超过控制线时，表明过程处于非随机状态，可能存在特殊原因。

2.规范线：规范线用于界定过程是否处于规范状态。

一般有上限规范线（USL）和下限规范线（LSL）。

当数据点超过规范线时，表明产品或过程不符合规格要求。

3.判定准则：SPC根据运行趋势和控制限来进行判定，常见判定准则包括：-单点超出控制限：当单个数据点超出控制限时，可能存在特殊原因，需要进行调查和纠正。

-一组连续点趋势逐渐上升或下降：当连续的数据点呈增加或减少的趋势时，表明过程可能不稳定，需要进行调查和纠正。