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迈达斯建模的几个问题


有关模型建立的基本问题 1、关于 MIDAS 截面面输入的讨论 问:请问 fem2000 兄,为什么只有变截面能导入已定义的 PSC 截面,必须先定义 PSC 截 面,而其他变截面为什么不能导入(除 PSC 之外),且手工输入葙梁截面数据似乎太慢了, 请问有还有没有其他便捷的输入截面方法, 最主要的是解决葙梁截面输入, 如桥博的节线输 入,坐标输入,我觉得 MIDAS 的输入法应

该不会比其他软件差的(单位新买的正版的 MI DAS,小弟在初步学习之中) 答:(1)以在 EXCEL 里面编辑好,在拷贝到截面表格里面哦 (2)在添加截面时候,有个导入功能,可以导入原先做过截面数据!如以前有相同或 类似的就方便了许多。不妨试下。 (3)可以充分利用 midas 的截面特性计算器以及 mct 文件编辑器,截面的 cad 图你该有 吧?将 cad 图存成 dxf 文件,导入截面特性计算器,不过要注意图形文件不能有面域,只能 是线,因为他可以进行批量计算,所以你只要将所有截面放到一张图里,然后进行计算,最 后导出 mct 文件,假若说是变截面,可以用 mct 的命令流将你得到的 mct 文件进行编辑, 然后就可以导入变截面了。 (4)mct 命令窗口中对各项 mct 命令都有提示,只要点插入命令你就能得到那个命令 的命令流格式,如果对各项所代表的意义不明白可以参考在线帮助,相对来说,要比 ansy s 的命令流好学多了,毕竟他有中文帮助。 你从 spc 导出来的 mct 文件里面给出的是 section 里的 value 格式,你可以参照 value 跟 tapered 之间的差别, 将你得到的 value 截面 1,2 拷贝到 tapered 形式里作为 i,j 截面, 以 此类推,然后修改其中的部分不同内容,就会得到了你想要的。 在编辑的时候推荐你用 ultraedit 编辑器, 主要的方便之处是它可以进行行快和列快的转 换,至于说怎么能提高编辑的效率,可以慢慢摸索,只要熟练了,看起来麻烦的事也会变得 非常简单。 (5)MIDAS 变截面输入可以采用变截面组的方式!一个变截面的梁,可以定义变截面组, 变截面组里面包括你所需要的变截面单元,此时把变截面组的所有单元设成一种变截面类 型,变截面组的 i 端就是变截面的 i 端,j 端就是变截面的 j 端!在变截面组里面 i 端到 j 端 的截面特性是均匀变化的,可以定义成按线形或者多项式变化!变截面组可以再转换成变截 面,此时,每个变截面组里的单元都会赋予不同的截面类型,同时,变截面组也会被删除! 注意:在截面对话框的“数值表单”中定义的变截面不能使用该功能。 (6)用截面特性计算器以后导入的截面默认的都是等效的矩形截面,如果要显示是箱形 截面你应该在截面数据\变截面下选择合适的箱形截面然后输入数值。这样的到的才是箱形 截面,如果这里面没有你要的截面你也可以用 mct 来编辑。 2、建模中如何快速生成单元 问:各位好 想问一个 midas 中很基础的问题,就是我在建立了大量的节点后,想再生成单元,有没有 方便一点的办法,能不能像 ansys 中一样可以做一些循环什么的,还请指教!

答:(1)midas 没有类似的循环,不过想实现批量的编辑也不难,利用 mct 文件的编辑, 你可以先建立了节点然后利用节点重新编号的功能, 对建立的节点按一定规律重新排列, 然 后在 ultraedit(一种文本编辑工具,非常方便,可以使用列编辑)里面进行编辑,第一列是单 元号,当然是 1,2,3,4。。。依次排列,第二列是单元类型,批量输入你的类型,第五 列输入 i 端节点,你直接就把第一列的单元号 copy 过来就可以了,然后第二列的可以将第 一列的内容去掉 1,把后面的拷贝过来,至于说其他的参数,如果你的单元都是同类的,都 可以批量输入。 当然以上所说的都是没有单元交叉的情况下才适合, 不过这样编辑几次应该 有的单元都能得到了。以下是 mct 命令的例子:

*ELEMENT ment

; Elements ; Frame Ele ; Planar Element ; Solid Element

; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, ANGLE, iSUB, EXVAL ; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, iN3, iN4, iSUB, iWID ; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, iN3, iN4, iN5, iN6, iN7, iN8 (Ref. Point) 1, BEAM , 2, BEAM , 3, BEAM , 4, BEAM , 5, BEAM , 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 3, 4, 5, 2, 3, 4, 5, 6, 0 0 0 0 0

; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, REF, RPX, RPY, RPZ, iSUB, EXVAL ; Frame

(2)其实还有一个办法。 比如你建立了 101 个节点,要组成一根梁,就要加 100 个单元。 你可以胡乱先建立 100 个单元,这个是容易的。 然后选择这些单元,查询-》单元详细表格。 在 excel 里输入 1 2 2 3 ... 复制,到 midas 里那个表格中粘贴,ok 了 (3)这个办法好像有很大的局限性,并且操作起来也不是很方便,“胡乱先建立 100 个单 元”这好像只有对全部单元都在一条直线上很容易,如果不是一条直线上,连接节点也会很 麻烦,不过 manifold 提到的利用 midas 的表格功能还是不错的,表格也很有用处。 3、midas 中刚性连接与弹性连接中的刚性连接的区别 问: 请教 midas 中刚性连接与弹性连接中的刚性连接问题 答:(1)刚性连接=主从节点 弹性连接中的刚性连接=刚臂

(2)刚性连接的功能是强制某些节点(从属节点)的自由度从属于某节点(主节点)。包括从属 节点的刚度分量在内的从属节点的所有属性(节点荷载或节点质量)均将转换为主节点的等 效分量。 弹性连接中的刚性连接只是使得被连接的两个节点具有相同的自由度, 没有刚性连接的 从属关系,一般用于一个节点已经有约束的情况。 再问:谢谢了,不过我还有一些不明白之处,主从约束是什么意思啊?还有当刚臂传递剪力 时是不是还要产生由剪力与刚臂长度产生的二次弯矩啊?再问一下如何模拟梁单元的双支 座?不好意思啊,我的问题可能很菜! 再答:(1)所谓主从约束,是老的 FEM 软件里的说法,是指两个或多个节点在特定自由 度上其总体矩阵(刚度、质量、荷载)取相同的编号。 主从约束和刚臂有很多区别,在结构分析时要注意区分。 主从约束可以在节点的某个自由度上建立,没有距离效应,而刚臂顾名思义,所有自由度都 连接在一起,存在你说的剪力二次弯矩。 (2)如 manifold 所说: 刚性连接=主从节点 弹性连接中的刚性连接=刚臂 而 MIDAS 软件常见提问与解答中讲到: 9.刚臂的定义 在主菜单中选择模型>边界条件>刚性连接,定义主从节点间相关关系。 这到底是怎么回事啊? 到底应该怎样定义刚臂?是在刚性连接中还是在弹性连接中的刚性连接定义? 按我的理解应该有两种刚臂:一种是考虑主从关系的,应该在刚性连接中定义;另外一种是 不考虑主从关系(两者属于平行关系)的,应该在弹性连接中的刚性连接定义! 考虑主从关系的有支座模拟,不考虑主从关系有墩梁固结! (3)归纳一下大家的看法,在 midas 中,弹性连接的刚接就是形成刚臂单元(由于刚臂用 来模拟共节点但不同坐标,可以认为同编号的节点间形成了一个刚臂单元),主要用来模拟 墩梁固结位置和同位置左右截面不同的情况。在这里我有一个小问题就是,为什么 midas 中将墩梁固结处应本共节点的位置设置成两个节点, 可能是程序中不像平面程序共节点之间 自动形成刚臂,不过计算结果应该是一样的,因为在有限元分析中,都应该是加入一个[A] 矩阵来处理的,只是 midas 中需要指定刚臂。而主从约束,是对于两个节点而言的,顾名 思义主要是模拟两个节点自由度之间的关系, 在有限元分析中, 增加一个自由度方向上的主 从约束关系相当于增加一个约束方程,在实际计算中采用充 0 置 1 法,也就说,主从自由 度改变了总刚的阶数,只是为了计算方便,才保留原结构的刚度矩阵阶数不变,这是两者分 析上的不同。而且刚臂位置是一个单元,象 m 兄说的,有个距离,因此存在二次弯矩,而 主从约束一般是同一个位置的两个节点。

4、MIDAS 坐标系的问题 问:这两天看了下 MIDAS,对于它的坐标系定义搞的不是很清楚,单元坐标系是怎么定义

的,哪位高手详细指点? 答:(1)参考 MIDAS 用户手册第二本有介绍; (2)我用的是 MIDAS CIVIL,而不是 MIDAS GEN,两者在坐标系的定义上面基本一 致,但也有不同,civil 有个用户坐标系的概念,即 UCS。 按照他们定义的坐标系,对于梁单元 x 轴是由 N1 指向 N2,我就不清楚怎么确定的 N1,N2 呢,就是说里面有个方向问题了。 UCS 用户坐标系这个概念也让人费解,有什么作用的呢,好像和单元坐标系又不是一回事。 我还想到一个问题,建模的时候选择截面,怎么确定截面的方向问题呢?举个例子,一个竖 直杆, 平面上截面的 x 向和 y 向不同, 那么建模的时候怎么确定了这个截面的 x 向和 y 向的 方向的呢? (3)你所说的梁单元 n1、n2 确定 x 轴的问题属于单元的局部坐标系,具体操作的时候先 确定的点为 n1,也就是你在连接单元的时候,先点的节点为 n1,或者说扩展的时候被扩展 的点为 n1,这个不难确定,同时在确定了单元局部坐标系的时候默认的局部坐标系的 y,z 轴也就确定了,如果要修改局部坐标系的 y,z 轴与整体坐标系 y,z 轴的夹角,需要更改这 里面的一项参数,就是贝塔角,具体的贝塔角的规定可以参考帮助文件。在确定局部坐标系 的 yz 轴的时候,程序默认的是这样的:当局部坐标系 x 轴平行于整体坐标系的 x 轴,也就 是单元平行于整体坐标系 x 轴, 那么其他两个坐标轴也分别与整体坐标系的对应两个坐标轴 平行,若单元平行于整体坐标系 y 轴,则单元局部坐标的 z 轴与整体坐标系 z 轴平行,以此 类推。其它几种形式自己可以建立单元找到规律。 至于说用户坐标系对于作整体计算分析基本上用不上,主要是用于快速建立复杂模型, 绝大多数实际结构的平面和立面是比较复杂的, 但即使多么复杂的平面和立面也都是有规则 的几何体组成的。用户可以为各几何体分别建立坐标系,在各自的坐标系上分别建模,这就 是用户坐标系的用处。 最后这个问题,你可以看到,在 midas 的截面里面只有 y,z 轴截面的 y,z 轴默认的与 局部坐标系的 y,z 轴是分别平行的。 另外还有一个节点局部坐标系的概念,你可以定义节点的局部坐标系,这个主要用于弯 桥之类的作约束时用,可以用节点局部坐标来确定你所需要的边界条件。


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