MIDAS初级练习

例题7开口部详细分析例题开口部详细分析3例题.开口部详细分析概要本例题介绍的是梁的腹部存在圆形开口部时，为对开口部进行补强设计而进行的建模、分析及查看结果的过程，材料采用Q235基本数据如图(1)所示：(a)模型概要梁单元区间梁单元区间板单元详细模型区间50kN/m例题开口部详细分析4图1具有圆形开口部的梁构件和开口部的详细分析模型设置基本操作环境1．设置单位体系1.单位体系为（KN,m）2．设置局部坐标系为了容易输入以及查看结果，使梁的单元坐标系与整体坐标系一致来建立模型。即，利用X-Z将梁腹部面设置为UCSx-y平面后点击正面使得操作画面与UCSx-y平面一致。1.在图标菜单点击X-Z2.在坐标输入栏输入‘0,0,0’3.在角度输入栏输入‘0’4.点击键5.在图标菜单点击正面注：在修改视角标记‘’后点击键，则可以省略第5阶段。例题开口部详细分析5定义材料和截面1：主菜单选择模型材料和截面特性材料：添加材料号：1名称：Q235规范：GB03(S)图2定义材料2：主菜单选择模型材料和截面特性厚度：添加：定义厚度（0.010，0.015，0.020，0.040）图3定义厚度例题开口部详细分析6例题开口部详细分析7建立结构模型1：主菜单选择模型节点建立为了圆形开口部以及垂直、水平加劲板的输入，在UCSx-y平面输入成为指定开口部的大小和补强位置的基准的9个节点。由于圆形开口部的补强位置以开口部的中心为基准关于横轴和竖轴对称，故只建立开口部右侧上端的1/4部分的模型后利用对称复制功能可完成剩下的部分。1.在图标菜单点击节点号、单元号(Toggleon)2.在图标菜单点击自动调节缩放3.在关联菜单选择节点建立节点4.在坐标(x,y,z)输入栏输入‘000’5.点击键6.在功能目录表(图3.2的)选择移动/复制节点7.在图标菜单选择全选8.在形式选择栏选择‘复制’9.在复制和移动选择栏选择‘任意间距’10.在方向选择栏选择‘x’11.在间距输入栏输入‘0.8,0.7’12.点击键13.在图标菜单点击全选14.在任意间距的方向选择栏选择‘y’15.在距离输入栏输入‘.7.3’16.点击键17.在图标菜单点击用窗口选择后选择节点118.在形式选择栏选择‘移动’19.在方向选择栏选择‘x’20.在距离输入‘0.5’后点击键Toggleon例题开口部详细分析8图4在单元输入位置生成节点2：主菜单选择模型单元扩展利用连续复制节点的同时生成单元的扩展单元功能在开口部边框的圆管形加劲板位置输入梁单元。此梁单元以后使用于利用扩展(Extrude)功能生成圆管形加劲板。1.选择模型单元2.在功能目录表选择扩展单元3.在扩展类型选择栏选择‘节点线单元’4.在图标菜单点击用窗口选择后选择节点15.在单元类型选择栏选择‘梁单元’6.在材料选择栏选泽‘1:Q235’7.在截面输入栏输入截面号‘999’8.在生成形式输入栏选择‘旋转’9.在复制次数输入栏输入‘8’10.在旋转角度输入栏输入‘90/8’例题开口部详细分析911.在旋转轴选择栏选择‘z-轴’12.在第一点输入栏输入‘0,0,0’13.点击键图5在开口部边框生成临时梁单元3：主菜单选择模型节点分割节点现在对节点2和5以及4和5之间的区间进行四等分。1.点击自动调节缩放(Toggleoff)2.在ModelEntity选项(图4①)选择节点3.在功能目录表选择分割节点4.在等间距的分割数量输入栏输入‘4’5.点击分割的节点号输入栏后用鼠标连续指定节点2、5以及节点4和5例题开口部详细分析10图6为了输入板单元分割节点3：主菜单选择模型单元建立把生成的节点生成板单元。按逆时针方向连接是为了统一生成的板单元的单元坐标系，以便以后分割单元时可以有效地使用分割单元功能。1.在单元工具条选择建立单元(参考图3.5的)2.在单元类型选择栏选择‘板’、确认‘4节点’3.在材料名称选择栏选择‘1:Q235’4.在厚度.选择栏选择‘0.02’5.用鼠标指定节点连接输入栏后连接节点1,2,18,10来生成板单元96.连接节点10,18,19,11生成板单元107.与上面相同的方法依次连续生成板单元11到168.在图标菜单点击收缩单元(Toggleon)9.点击交叉分割删除‘’标识10.连接节点2,3,6,5来输入板单元1711.连接节点5,6,9,8来输入板单元18注：生成单元时根据节点的指定顺序决定单元坐标系，故输入时最好维持一定的顺序。板单元的单元坐标系请参考分析&设计手册中的MIDAS/Gen的数值分析模型单元种类和主要考虑事项板单元例题开口部详细分析1112.连接节点4,5,8,7来输入板单元19图7生成圆形开口部周围的板单元图8生成腹部剩下的板单元注：在工具参数设置菜单，为了用户操作方便可以改变MIDAS/Gen的初期操作环境。(栅格、捕捉、数据库等)例题开口部详细分析124：主菜单选择模型单元分割为了形成优良的有限元网格(FineMesh)，把输入的板单元如下按适当的大小分割。1.在功能目录表(图7)选择分割单元2.在图标菜单使用用交叉线选择选择○A领域的板单元(单元9到16)3.在单元类型选择栏选择‘平面’4.在分割选择栏选择‘等间距’5.在X方向分割数量输入栏输入‘3’6.在Y方向分割数量输入栏输入‘1’7.点击键8.点击单选选择○B领域的单元179.在分割数量x以及y输入栏分别输入‘4’10.点击键11.选择○C和○D领域的单元18,1912.在X方向分割数量输入栏输入‘4’13.在Y方向分割数量输入栏输入‘2’14.点击键Toggleonㅋ例题开口部详细分析13图9分割腹部的板单元5：主菜单选择模型单元建立下面为了把梁单元扩展为板单元来输入垂直、水平加劲板以及上端的翼缘，现在在加劲板和翼缘的位置输入梁单元。1.在功能目录表(图8)选择建立单元2.在单元类型选择栏选择‘一般梁/变截面梁’3.在截面输入栏输入截面号‘998’4.点击交叉分割/节点表示‘’5.用鼠标点击节点连接输入栏后连接节点4和58来输入临时梁6.连接节点2和8来输入临时梁7.在截面输入栏输入截面号‘997’8.点击节点连接输入栏后连接节点7和9来在上端翼缘位置输入临时梁例题开口部详细分析14图10在补强部分和翼缘的位置输入梁单元6：主菜单选择模型单元镜像利用面对称功能对开口部详细模型的剩下的3/4部分生成单元。1.在图标菜单点击节点号,单元号(关闭)2.在图标菜单点击全选和自动调节缩放3.在功能目录表(图9的)选择镜像单元4.在形式选择栏选择‘复制’5.在镜像平面选择栏选择‘z-x平面’6.确认y:‘0’后点击键7.在IconMenu点击全选8.在镜像平面选择栏选择‘y-z平面’9.确认x:‘0’点击10.点击键Toggleon例题开口部详细分析15图11完成模型的腹板部分7：主菜单选择模型单元扩展把临时输入的梁单元扩展为板单元来完成圆形开口部的翼缘、垂直和水平加劲板以及梁的翼缘。1.在图标菜单点击标准视图2.图标菜单点击设定全局坐标系3.选择工作选项(图10的①)4.在特性值截面双击截面号‘999’(曲管形补强加劲板)5.在单元工具条点击将单元扩展6.在扩展类型选择栏选择‘线单元平面单元’7.在厚度选择栏选择‘1:0.010000’8.在生成形式选择栏选择‘复制和移动’9.在等间距的dx,dy,dz输入栏输入‘0,-0.1,0’10.在复制次数输入栏输入‘3’输入11.点击键12.在图标菜单点击选择属性例题开口部详细分析1613.在选择属性选择‘截面’14.选择截面号‘998’(垂直、水平加劲板)15.点击键16.点击键17.在厚度选择栏选择‘2:0.015000’18.点击键19.与步骤1216相同的方法选择截面号‘997’(梁的翼缘)20.在厚度选择栏选择‘40:0.040000’21.在复制数量输入栏输入‘4’22.点击键23.点击键图12完成开口部详细模型的一侧例题开口部详细分析178：主菜单选择模型单元镜像为了生成详细模型的另一面的翼缘和加劲板，如下选择除了腹部的剩下的部分后利用对称复制功能完成开口部的详细模型。1.在图标菜单点击全选2.在工作选项的特性值厚度选择厚度号‘20:0.02’后点击鼠标右键3.在关联菜单选择解除选择4.在单元工具条选择单元镜像5.在镜像平面选择栏选择‘z-x平面’6.点击键图13完成的开口部详细模型例题开口部详细分析189：主菜单选择模型节点建立完成开口部补强详细模型的输入后，为了输入支撑条件把梁单元延长到两端的支撑点。生成梁单元之前，在输入支撑条件的位置生成节点。1.在节点工具条选择建立节点2.在坐标(x,y,z)输入栏输入‘-3’3.在复制次数输入栏输入‘1’4.在距离(dx,dy,dz)输入栏输入‘9’5.点击键图14在梁的支撑点生成节点注：没有输入的轴的其它坐标值会默认定为0。例题开口部详细分析1910：主菜单选择模型单元建立1.在单元工具条选择建立单元2.在单元类型选择栏选择‘一般梁/变截面梁3.在材料号选择栏选择‘1:Q235’4.点击截面号选择栏右侧的键5.点击键6.在数据库/用户选项选择‘工字型截面’7.选择‘用户’8.在名称输入栏输入‘H2000x800x20/40’9.在H,B1,tw,tf1输入栏分别输入‘2’,‘0.8’,‘0.02’,‘0.04’10.点击键11.点击键12.在截面选择栏选择‘1:H2000x800x20/40’13.连接要生成梁单元的节点节点图15生成开口部详细模型两端的梁单元例题开口部详细分析20输入结构的边界条件1．主菜单选择模型边界条件一般支撑在梁的两端输入固接条件。1.在ModelEntity选项(图15的)选择边界条件2.在功能目录表选择一般支承3.作为边界条件在‘D-All’和‘RX’打‘’4.在图标菜单点击用窗口全选5.选择梁的两端节点6.点击键图16输入边界条件例题开口部详细分析212．主菜单选择模型边界条件刚性连接利用刚性连接功能，给输入为线单元的梁和输入为板单元的详细模型赋予连续条件。1.点击窗口缩放(Toggleon)放大开口部详细模型后点击窗口缩放(Toggleoff)2.在功能目录表选择刚性连接3.点击主节点号码输入栏后，用鼠标指定与左侧的梁相交的节点(图16的)来自动输入4.在类型选择栏点击键5.在图标菜单点击用平面选择6.选择‘YZ平面’7.用鼠标指定开口部详细模型左端的任一节点8.点击键9.点击键10.与步骤3~9相同的方法在右侧连接部输入主节点/从属节点的刚性连接条件Toggleon例题开口部详细分析22图17设置刚性连接例题开口部详细分析23输入荷载条件1．主菜单选择荷载静力荷载工况1.建立荷载工况DL，类型为恒荷载图18荷载条件例题开口部详细分析241．主菜单选择荷载梁单元荷载1.在图标菜单点击对齐2.在图标菜单点击单选3.选择开口部详细模型两端的梁(图18的)4.在功能目录表选择梁单元荷载(单元)5.在荷载工况名称选择栏选择‘DL’6.在数值的W输入栏输入‘-50’7.点击键图19在梁上端输入等分布荷载例题开口部详细分析251．主菜单选择荷载节点荷载1.在图标菜单点击用平面选择2.选择‘XZ平面’3.指定位于开口部详细模型的腹板部分的任意一个节点4.点击键5.在图标菜单点击激活6.点击窗口放大详细模型7.在图标菜单点击用多边形选择8.如图19的选择要输入集中荷载的节点9.在功能目录表选择节点荷载10.在荷载工况名称选择栏选择‘DL’11.在FZ输入栏输入‘-50*3/16’12.点击键13.利用全选选择没有加载荷载的详细模型两终端的2个节点14.在FZ输入栏输入‘-50*3/16/2’15.点击键16.点击键17.在图标菜单选择全部激活18.在工作选项的静力荷载静力荷载工况选择‘梁单元荷载’后点击鼠标右键19.在关联菜单选择显示荷载20.查看输入的梁单元荷载(参考图20)21.与