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midas Gen 板壳类常见问题答疑(一)

2年前浏览4205
 
 

1. Gen中板单元和我们常说的壳元区别?


Gen程序默认的板单元就是壳元。SAP 2000中壳元对应单词为shell,Gen中壳元对应为plate,汉化时翻译成板单元。Gen中壳、板、膜通过定义面内、面外厚度来实现,壳=面内厚度 面外厚度,板=面外厚度,膜=面内厚度。不难看出,面内厚度用来计算面内刚度,面外厚度计算面外刚度。板对齐功能用来模拟板的偏心。


板单元只有5个自由度,缺少绕板元法向方向的旋转自由度。如需考虑,在建立单元时请勾选“平面内旋转自由度”。

 
 

除了板单元外,Gen中还有墙元、平面应力单元和平面应变单元。墙元用于模拟剪力墙;平面应力单元多用来模拟膜结构;平面应变单元用来模拟土体,在Gen中很少用到。

 

2. Gen中薄板和厚板的区别?


程序对薄板和厚板进行计算时分别采用了两种不同的板理论。薄板计算时依据Kirchhoff板壳理论,厚板计算时依据Mindlin-Reissner板壳理论。两种理论的主要差别是厚板理论考虑了剪切变形。详细的解释说明请查看《midas Gen常见问题解答》4.4.2条。


对于常见的板壳类结构,我们一般使用厚板来分析计算,很多算例说明二者计算效率和结果并无太大差别。

 

3. Gen中自动网格功能中划分方法有3种,这3个方法之间的区别?


划分方法分为节点、线单元、平面单元3种。

节点:点击“节点”下部选项框,然后依次点选需要划分区域内的节点,设置相关参数,点击适用。

注意:选择的节点需要围成一个封闭区域,选择节点顺序推荐按照顺时针或者逆时针方向。

 

线单元:选择需要划分区域周围的线单元,设置参数,点击适用。

注意:选择的线单元需要围成一个封闭区域,选中的线单元必须在同一个平面内。

 

平面单元:选择需要划分的平面单元,设置参数,点击适用。

注意:划分参数中有板厚选项,需要和原来的板厚度相同。


自动网格划分视频链接:

 https://www.bilibili.com/video/av11674844


线单元和平面单元是常用的划分方式,节点多数用在修改网格。有位同学说在他们所网格划分错误等于重新建模,虽说有些夸张,但一来说明正确划分网格的重要性,二来也说明修改网格的复杂程序和难度。后续有机会我们选取一个实际模型来讲解如何修改网格。

 

4.Gen网格划分中耦合和共用节点的区别?


其实表达的是一个意思,好像耦合听起来高大上一点,共用节点就是为了保证传力和变形协调。


谈谈个人理解,耦合更多的指多个物理场或者多种作用之间有关联或者相互之间有影响,这种关联多数是不利作用。比如之前课题组有位师姐研究斜拉桥的风雨激振,就涉及流固耦合的问题。

 
 

5. Gen中如何检查网格是否共用节点?


(1)显示自由边/面功能(结构—检查结构--显示自由边/面)。

(2)完成几何建模后,对模型设置简单约束添加自重,查看模型在自重下是否变形协调。通过变形来判断。


显然第1种方法更加方便快捷。

 
 
 

6. Gen中节点弹性支承和面弹性支承之间的区别?节点弹性支承和弹性连接的区别?


程序中面弹性支承最后还是换算为节点弹性支承,换算公式:节点弹性支承刚度=面弹性支承刚度*节点有效面积,节点有效面积程序会根据节点附近的网格尺寸自动计算。以下图1号节点为例,红色虚线框的面积就是有效面积。

 

弹性支承和弹性连接官方解释详见帮助文件,简单理解的话前者用一个节点模拟一根弹簧,后者用两个节点模拟一根弹簧,前者抽象一点,后者贴近实际。弹性支承可以输出土反力,弹性连接不能。实际应用中节弹性支承的使用范围更广。

 

7. Gen中如何消去模型中的网格?


点击“显示选项”按钮,依次选择“绘图—消隐选项—填充”即可。

 
 
 
 

8. Gen管廊模型中有顶板中板和底板,请问如何实现整体模型中仅显示中板的计算结果?


(1)点击“显示选项”按钮,依次选择“绘图—被钝化的目标—显示单元、节点”。

(2)选择相应的单元,激活。

 
 
 

文章主要讲解前处理和显示部分问题,以后讲解荷载、后处理部分问题。文中难免有疏漏或者错误,请各位大佬不吝指正。


祝各位周末愉快!

少加班多看球,合理作息,健康生活~

 
 

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The End



来源:结构仿真小成砖家
动网格理论
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首次发布时间:2022-09-02
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小成砖家
硕士 | 工程师 midas Gen&Building&FEA
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