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复杂空间节点有限元分析 内力选取
zhaojiasheng






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帖子 21
2010-9-19 10:20    顶部


应该可以吧实体模型放在结构中进行分析,但是划分单元与模型建立是要注意结构与实体节点的链接问题。以及结构向实体传递内力时,是否与原结构相同这有待考虑。
wjw55






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帖子 52
2010-10-6 12:27    QQ 顶部
随着计算机硬件水平的不断提高,把节点模型直接放入整体结构中进行整体分析可以非常好地解决钢结构节点有限元分析的边界条件问题。下面是前一段时间分析的一个大型体育场的钢结构节点。壳单元和杆系单元之间通过rigid link连接。供大家讨论。



sevenqitao






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帖子 41
2013-2-1 12:43    顶部
请问一下32楼的朋友,用的是abaqus?不太像midas吧
ETABSV9






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帖子 141
2014-8-6 13:05    QQ 顶部
通用软件都可以实现,可以单独建模和杆系模型进行坐标定位组装。这种方法更接近真实的结果,操作繁琐一些。像SAP2000,STAAD,MIDAS等都可以实现。
heliy






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帖子 42
2015-5-10 18:32    顶部
0 分
这个好高端。
hushixing






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帖子 92
2015-11-30 10:13    顶部


miaoliuhua 兄:请教建筑钢结构节点计算适合哪个软件比较好(ANSYS分析节点等)
SUP888






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帖子 305
2015-11-30 10:22    顶部


staad节点计算实例

SUP888






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帖子 305
2015-11-30 10:23    顶部


staad节点计算实例

hushixing






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帖子 92
2015-12-2 14:54    顶部
SUP888 兄:这是标准节点,可非标节点呢?
SUP888






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帖子 305
2015-12-2 16:34    顶部
非标准节点建立模型和空间坐标定位不是问题,这样做的的优势在于边界条件和内力的选取相对比较精确。
sofwater






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帖子 322
2016-3-1 01:38    顶部
无论是32楼,还是37楼,所建的有限元模型都和实际结构受力情况都有出入。

虽然想办法把局部的节点模型和整体模型拼在一起,勉强让软件跑出来一个结果,是容易出问题的。

有限元是个不错的理论,但是它有一个显著弱点,就是复杂的结构不能用单个单元进行模拟。

也就是说,将单个单元和复杂单元进行简单连接,那个那个单个单元必然出问题。

很多用有限元软件做分析的时候会发现,很多边角点,应力出现突变或者过大,就是这个原因。

线单元,平面单元,还有3D单元,它们的有限元公式都是不一样的,结点刚度分配和力的分配也有各自的原则。

在混用这些单元的时候一定要尽量使单个单元的受力不要过于复杂。
tongxu






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帖子 4
2016-3-14 20:54    顶部
hushixing wrote:
miaoliuhua 兄:请教建筑钢结构节点计算适合哪个软件比较好(ANSYS分析节点等)

ANSYS可以,ABAQUS也可以,看哪个用得顺手。
tongxu






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帖子 4
2016-3-14 21:12    顶部
将节点模型直接放在整体模型中进行分析,虽然避免了边界问题以及荷载组合的问题,但是并不可取,理由如下:
1.现在需要分析的节点模型都比较复杂,节点构造复杂,加劲肋多,板厚也多,在通用建筑结构软件中模型很难处理。主要是节点单元很难划分。简单的节点倒是可以放在模型里面计算,例如上面给出的几个节点。
2.现在整体模型,荷载组合动辄100来个,杆件单元数从几千到几万,而一个节点模型,划分好的单元数就达到了几千到几万,放在一起计算代价太大。而且节点单元的划分直接影响了节点分析的精度。通常一个节点单元数不超过10万。
3.通用建筑结构软件毕竟是宏观计算为主,在节点有限元分析上面还是比较弱,比如结果显示,比如单元划分等等。
sofwater






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帖子 322
2016-3-15 01:02    顶部
也不是不可以做,就是稍微麻烦一点。

先做一个宏观模型,这个模型就是进行杆件设计用的。

再做一个复杂的结点模型,再和宏观模型进行拼接,在所需要设计的结点部位,适当延伸节点模型。

这个组合模型只做节点设计。

比较两个模型是否有较大不同,或者局部有大的出入。

如果没有,则可以认为节点模型有效,否则需要调整模型。
tongxu






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帖子 4
2016-3-15 11:23    顶部
sofwater wrote:
也不是不可以做,就是稍微麻烦一点。

先做一个宏观模型,这个模型就是进行杆件设计用的。

再做一个复杂的结点模型,再和宏观模型进行拼接,在所需要设计的结点部位,适当延伸节点模型。

这个组合模型只做节点设计。

比较两 ...

想法是挺好的,我曾经也试着在整体模型里面做节点的细部有限元分析。但是发现有很大的局限性。

    首先,通用建筑结构软件里面只用杆单元,还有壳单元。

一般先在CAD软件里面建好模型,但在CAD里面建壳元模型,对于那种复杂的节点,特别是加劲肋多的,处理起来特别麻烦,至少对建模的人经验要求比较高。

模型建好,如何通过DXF导入结构计算软件?

如果是直接在结构软件里面建节点,需要加入很多辅助线,这个难度比在CAD中建模更高。

对于钢管混凝土这类的实体节点,混凝土需要用实体单元,在结构计算软件中真的很难处理。

    其次就是网格问题,如果是利用第三方软件如hypermesh等划分好网格,自然没有问题。

如果是直接在结构软件中对已建好的节点划分网格,网格质量不能控制,当然网格划分出来了,计算是不成问题的。经常做节点分析的人知道,

网格不规则的地方,往往计算结果会出现一些奇异点,应力集中(这涉及到另外一个问题,如何处理这类奇异点的问题,有机会再开贴探讨)。

这说明网格的质量好坏对计算结果是比较重要的。

最后的一个问题,还是计算效率的问题。我做过一个钢管混凝土节点的有限元分析,节点比较大的,按照我的经验,单元数不超过10万,

计算起来是可以接受的,超过20万,电脑负担就相当大,可以说不能忍受。而我的节点划分的比较粗都有十多万,这个在整体模型中估计根本就算不下去了。

当然这只是一个特例。



说的比较乱,纯做探讨。
sofwater






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帖子 322
2016-3-15 19:19    顶部
tongxu wrote:



想法是挺好的,我曾经也试着在整体模型里面做节点的细部有限元分析。但是发现有很大的局限性。

    首先,通用建筑结构软件里面只用杆单元,还有壳单元。

一般先在CAD软件里面建好模型,但在CAD里面建壳元模型,对于那种 ...

45楼模模糊糊的提出了好几个问题,相信这是很多人使用有限元做模型和设计的困惑。

1)到底是CAD建模还是软件下建模,如何细分单元已经对单元进行控制。

这个虽然是和你所用的软件相关,但是就算软件没有re-mesh的功能,你也可以简单的使用excel进行编辑。

比如说一块长方形板 ABCD 四个点,你要化分为10x10的小单元。

首先找出坐标, 第(n-1)x10+m的坐标[(m-1)x(Bx-Ax)/10,(n-1)x(By-Cy)/10]
然后找出单元点,第(n-1)x10+m的单元包含的点为 (n-1)x10+m, (n-1)x10+m+1, nx10+m+1, nx10+m.

m,n 从1到10,表格拉一拉,单元点和单元不就都出来了。

当然软件能进行分mesh就最好了。

2)单元的选取,一般是杆单元,平板单元,和实体单元。

单元的选取是与要达到的目的相关,也就是说你需要的结果精确到什么程度。杆单元的结果是三轴力和弯距,平板是2轴力和弯距外加平面内应力,实体单元是三轴应力。

无论是什么单元,在选取单元的时候要明确你分析所需要的结果是什么形式,以及如何使用这些结果进行设计分析的方法。

使用力和弯距做设计,和使用应力做设计可以是不同的理论。

3)所谓的奇异点。

这个是一部分是有限元自己的问题,一部分是软件的问题。

有限元的问题是:当一个单元的某个结点的位移和其他的点有较大不同的时候,单元的应力很大,或者变化很大。

软件的问题是:当软件把单元应力数值转化成颜色的时候,经常使用高阶函数,这种函数对于单元中间变化过大的应力值不太适合,导致局部应力变大。

从理论上来说,改变单元布置,可以改变奇异点的位置和缩小其范围,无法完全消除奇异点。

4)计算效率的问题。

对于大的模型,比如说达到10万到百万单元以上,计算机效能难以达到的时候,建议分割模型,我们设计过一个机场的模型,达到百万单元以上。

运行的时候计算机难以达到,最后割成了数10个部分,分别运行,当然这些部分直接是由叠加的。


具体问题具体分析,对于需要大单元的模型,一定要找对软件。
童鑫






积分 26
帖子 33
2016-5-22 16:24    顶部


学习了,对结构的单个节点进行分析确实很麻烦.我在工作中经常遇到需要替换构件的问题,如何确定节点力是个难题.
 


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