midas Gen 是集通用分析+专业设计验算于一体的一款软件,支持常规民用及复杂结构的一般与高端分析,也涵盖地下综合管廊、特种结构、体育场馆、工业厂房等的特殊分析,融入多国设计规范,能对各类构件进行设计和验算。
midas NFX是一款集结构、热、流体和优化设计于一体的通用有限元多物理场耦合仿真分析软件。它基于传统的有限元方法(FEM)开发,拥有人性化的图形界面和强大的多物理场分析能力。无论是线性/非线性静力、动力分析,还是复杂的CFD模拟,midas NFX都能轻松应对。
在分析领域,midas NFX 弥补了 Gen在钢结构非线性、动力分析、优化设计(拓扑优化、尺寸优化)、疲劳分析等仿真分析不足之处,midas Gen弥补了 NFX 在规范结合以及专业针对性上的不足,通过2款软件联合仿真来高效的解决工程中遇到的各类问题
1.荷载组合
Gen一般使用1D单元(梁单元)居多,结合规范要求进行荷载组合并对构件进行评估
NFX作为仿真软件,一般2D单元或3D单元模拟居多,因此需要基于应力的评估,如果与Gen在验算上相类似,需要满足允许应力法(ASD)的方式
2.简化模型
连接部以外的部位,为了提高计算效率,建议用1D,形成多尺度模拟
1D、2D和3D单元的自由度不同,因此需要在相应位置通过刚体进行适当的连接
细部分析结果,整体应力
细部分析结果,最大应力
3.荷载施加
在Gen构件检查时,自动对设计标准中提出的各种荷载组合进行验算分析
4.节点设计时的问题
在强烈地震作用下,节点区受力十分复杂,往往处于剪压复合状态;
目前,结构节点越来越复杂,如果仅仅满足相关规范规定,节点处的构造细节安全是否能够得到保障,是否满足节点设计准则的要求?
节点细部分析的两个要素——边界、荷载
• 为了消除应力集中影响,必须让边界和荷载的位置离分析目标中心具有一定的距离;
• 边界条件需要从整体模型推演出来;
• 荷载则包含作用在节点上的外荷载以及不其相连杆件的内力
也称多维度,计算机视觉与图像处理领域的概念,一般表示物体的尺寸与尺码,在不同尺度下分别建立材料或结构模型,采用不同尺度之间信息交换的手段来实现多尺度计算与分析
大尺度+小尺度协同分析
大尺度:宏观尺度下的梁、板等小尺度:关键节点区、薄弱区
模型关键点:细部分析几何尺寸的确定、边界处理、最不利荷载施加
优点:可获取详细的实体结果、模型体量小、分析效率高
难点1:关于边界处理问题,目前规范、分析手册都缺乏指导意见,仅能借助实验、学术论文及工程师的累积经验作为支撑依据
难点2:对于含有损伤或局部塑性这类的非线性问题, 需要迭代计算才可能得到正确的解答, 迭代计算过程必将产生大量的计算误差, 分析结果可能不可靠。
分析范围:只适用于线性系统的分析
“多尺度模型内力自动施加,不需要进行边界近似处理,不需要输入内力,相对来说计算结构更合理”
*通常希望将边界设置在远离分析区域,根据经验,边界不分析区域的距离大于2倍的节点构造尺寸为宜
要求:建立几何模型,划分网格、支持实体单元、支持材料非线性(弹性进入塑性)、支持几何非线性(考虑大位移)分析
优点1:无边界条件近似处理和内力输入,避免不同尺度间交换信息极易失真
优点2:该方法可查看整体模型与单独节点模型结果,结果更加准确并符合实际工程需求。
分析范围:适用于线性&非线性系统的分析
局部细化(一致多尺度)不影响分析结果
单独节点分析结果与整体节点分析结果存在差异
一致多尺度模型与整体杆系单元分析结果一致,传递给需要分析节点的力及位移均是与实际情况吻合。与信息传递多尺度法相比,一致多尺度分析得到的结果更精确。