midas-弹簧分析

MIDAS/CIVIL  基本操作 108 7弹簧分析概述在本例题比较和验算结构的支承条件和弹簧刚度不同时产生的结构的反力、位移和内力。 图7.1分析模型¾材料钢材:Grade3弹性模量(E):2.1x106kgf/cm2¾截面截面面积(Area):1.0x10-2m2截面惯性矩(Iyy):8.333x10-6m2¾荷载节点集中荷载:10.0tonf¾弹簧系数区分k1(tonf·m/radian)k2(tonf/m)k3(tonf/m)模型1模型2模型3100,00010100,000110,00010,00010,00010,00010,000设定基本环境打开新文件以‘Support.mgb’为名保存。定义单位体系为‘m’和‘tonf’。文件/新文件文件/保存(Support)7  弹簧分析 109  工具/单位体系长度m;力tonf↵ 图7.2设定单位体系设定结构类型为X-Z平面。模型/结构类型结构类型X-Z平面↵MIDAS/CIVIL  基本操作 110 定义材料以及截面选择材料为钢材Grade3（GB(S)）。模型/材料和截面特性/材料类型钢材规范GB(S);数据库Grade3↵模型/材料和截面特性/截面数值截面号(1);名称(截面)截面特性值面积(0.01);Iyy(8.333e-6)↵图7.3定义材料图7.4定义截面7  弹簧分析 111  建立节点和截面为建立模型1的梁单元，先输入节点。正面,捕捉点(关),捕捉轴线(关)捕捉节点(开),捕捉单元(开),自动对齐(开)模型/节点/建立节点坐标(x,y,z)(0,0,0)↵图7.5建立节点MIDAS/CIVIL  基本操作 112 用扩展单元功能建立模型1的左侧的梁单元。模型/单元/扩展单元全选扩展类型节点Æ线单元单元属性单元类型梁单元材料1:Grade3;截面1:截面;Beta角(0)一般类型移动和复制;移动和复制等间距dx,dy,dz(1,0,0);复制次数(5)↵图7.6建立梁单元7  弹簧分析 113  复制模型1的左侧梁单元来建立右侧梁单元。模型/单元/移动和复制单元全选形式复制;移动和复制等间距dx,dy,dz(5,0,-0.1);复制次数(1)↵图7.7建立右侧梁单元MIDAS/CIVIL  基本操作 114 输入边界条件给梁的两端输入边界条件。首先用一般支撑功能约束自由度。模型/边界条件/一般支承节点号(开)单选(节点:1)选择添加支承条件类型Dx,Dz(开)↵单选(节点:12)选择添加支承条件类型Dx,Ry(开)↵图7.8输入支承条件7  弹簧分析 115  用节点弹性支承输入梁的弹性支承条件。弹性支承条件与约束节点自由度的一般支承不同,输入各个自由度弹性支撑刚度，根据刚度允许变形，弹性支撑的内力以反力输出。”模型/边界条件/节点弹性支承单选(节点:1)选择添加节点弹性支承(局部方向)SRy(100000)↵单选(节点:12)选择添加节点弹性支承(局部方向)SDz(10000)↵图7.9输入弹性支承条件”关于弹性支承的详细说明参考用户手册的“弹性边界条件”部分MIDAS/CIVIL  基本操作 116 输入荷载定义荷载工况为输入荷载定义荷载工况。荷载/静力荷载工况名称(荷载1);类型用户定义的荷载↵图7.10定义荷载工况7  弹簧分析 117  输入节点荷载在节点6输入集中荷载10tonf。荷载/节点荷载单选(节点:6)荷载工况名称荷载1;选择添加节点荷载FZ(-10)↵图7.11输入节点荷载MIDAS/CIVIL  基本操作 118 复制单元复制模型1来建立模型2~4。同时复制输入在模型1的节点荷载和边界条件。模型/单元/移动和复制单元全选形式复制;移动和复制等间距dx,dy,dz(0,0,-2);复制次数(3)复制节点属性(开);复制单元属性(开)↵图7.12复制单元把模型4的右侧部分节点向Z轴方向移动0.1m与左侧部分连接起来。用合并节点功能删除重复节点。模型/节点/移动和复制节点窗口选择(节点:43,44,45,46,47,48)形式移动;移动和复制等间距模型1模型2模型3模型47  弹簧分析 119  dx,dy,dz(0,0,0.1)↵模型/节点/合并节点合并全部;合并范围(0.001);删除合并的节点(开)↵图7.13修改模型4模型1模型2模型3模型4MIDAS/CIVIL  基本操作 120 变更边界条件修改边界条件把模型4两端的边界条件修改为固定端条件。模型/边界条件/一般支承单选(节点:37,48)选择替换;支承条件类型Dx,Dz,Ry(开)↵图7.14修改边界条件修改模型2弹性支承点的弹性支承刚度值，删除模型4的弹性支承条件。模型/边界条件/节点弹性支承单选(节点:37,48)选择删除↵7  弹簧分析 121  单选(节点:13)选择替换;节点弹性支承(局部方向)SRy(10)↵图7.15修改弹簧支点条件在模型1,2,3左右梁的相邻部分输入弹性连接条件。弹性连接刚度以单元局部坐标系为基准输入。”模型/边界条件/弹性连接选择添加/替换弹性连接数据连接类型一般类型；SDx(1)；2点(6,7)弹性连接数据连接类型一般类型；SDx(10000)；2点(18,19)”参考在线帮助的“弹性连接”部分”只受拉弹性连接和只受压弹性连接在分析过程中通过反复的分析中得到收敛值，详细事项参照用户手册“非线性边界分析”部分模型1模型2模型3模型4MIDAS/CIVIL  基本操作 122 弹性连接数据连接类型一般类型；SDx(10000)；2点(30,31)节点号(关)图7.16输入弹性连接单元模型1模型2模型3模型47  弹簧分析 123  在模型4的中间输入内部铰接。模型/边界条件/释放梁端约束单元号(开)单选(单元:35)选择添加/替换选择类型释放比率j-节点My(开)↵图7.17输入内部铰接模型1模型2模型3模型4MIDAS/CIVIL  基本操作 124 运行结构分析运行结构分析。分析/运行分析查看分析结果查看反力完成结构分析后，首先查看反力。模型1:因弹性连接刚度较小,所以加载在左右连接点(节点6)的荷载由左侧构件承担。模型2:因左侧构件支座抗旋转刚度较小，连接点的刚度较大,所以集中荷载传达到右侧构件。模型3:支座的刚度和弹性连接刚度同时增大时,可以得出与两端固定且内部铰接的模型4相同的结果。结果/反力/反力/弯矩单元号(关)荷载工况/荷载组合ST:荷载1反力FZ显示类型数值(开)数值小数点以下位数(2);指数型(关);适用于选择确认时(开)查看变形图查看变形图。在模型1左侧构件的沉降不影响右侧构件,而在模型2发生几乎相同的沉降。结果/位移/位移形状荷载工况/荷载组合ST:荷载1成分DXZ;显示类型变形前(开)↵ 7  弹簧分析 125  图7.18节点荷载产生的反力模型1模型2模型3模型4MIDAS/CIVIL  基本操作 126 图7.19节点荷载产生的变形图模型1模型2模型3模型47  弹簧分析 127  查看弯矩查看各个情况下梁的弯矩。随着弹性支座的刚度的增加，梁的力学性反应就越接近于一端固定的构件的情况。在电算构造分析中弹性支撑条件(pointspringsupport)及弹性连接条件(ElasticLink)应用于直接调节支点和单元的刚度的情况，应用于只用节点、单元难以建立的模型，且为了反应支点的刚度、偏心而使用。结果/内力/梁单元内力图荷载工况/荷载组合ST:荷载1;内力My显示选择精确解;线涂色显示类型等值线(开)数值小数点以下位数(1);指数型(关);昀大和昀小值绝对昀大值显示范围(%)(20);适用于选择确认时(开)↵ 图7.20集中荷载产生的弯矩图模型1模型2模型3模型4