黃祖慰-大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽指導(dǎo)講義6

./第六講MIDAS橋梁結(jié)構(gòu)模型入門(mén)講授人：黃祖慰打開(kāi)軟件；另存到一個(gè)指定的文件夾<自己創(chuàng)立的新文件夾,目的是使用方便>；開(kāi)始操作：在主菜單中選擇工具>單位體系在長(zhǎng)度欄中選擇mm在力欄中選擇N點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕選中菜單系統(tǒng)在主菜單中選擇工具>用戶(hù)指定>工具條。在工具條目錄中將節(jié)點(diǎn)、單元、特征打鉤對(duì)單元工具條上的藍(lán)色部分用鼠標(biāo)指定后若放到自己所需的位置。使用相同的方法可以排列使用相同的方法可以排列節(jié)點(diǎn)工具條和特性工具條點(diǎn)擊工具條對(duì)話框結(jié)束按鈕以改進(jìn)后的橋梁教學(xué)模型作為例子一、定義材料此次分析的橋梁模型材料的力學(xué)參數(shù)為：順紋彈性模量E=1.0103MPa、順紋抗拉強(qiáng)度σ=30MPa。主菜單中選擇模型>材料和截面特征>材料點(diǎn)擊添加那妞,調(diào)出材料數(shù)據(jù)對(duì)話框輸入材料名稱(chēng)桐木類(lèi)型選擇：用戶(hù)自定義規(guī)：無(wú)輸入彈性模量1e+3泊松比這里取0.25單位換算9.8*0.3/1000000牛/立方毫米在容重處直接輸入9.8*0.3/1000000

其他不考慮,若找到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)可填點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕材料定義完畢材料定義完了可以通過(guò)編輯對(duì)材料的屬性進(jìn)行修改二、定義截面主菜單中選擇模型>材料和截面特征>截面點(diǎn)擊添加,一次添加以下截面添加時(shí)輸入截面名稱(chēng),選擇截面類(lèi)型,點(diǎn)擊用戶(hù),輸入桿件參數(shù)截面類(lèi)型有：桿號(hào),名稱(chēng),類(lèi)型,截面形狀1,橫梁,用戶(hù),T型2,縱梁,用戶(hù),箱型3,拉條,用戶(hù),實(shí)腹長(zhǎng)方形截面4,主梁豎桿,用戶(hù),箱型5,橫斷面豎桿,用戶(hù),H型6,下橫聯(lián)桿件,用戶(hù),矩形具體軟件對(duì)話框如下：截面定義完畢：三、建立模型建立節(jié)點(diǎn)單元節(jié)點(diǎn)號(hào)〔開(kāi)；自動(dòng)對(duì)齊〔開(kāi)；選擇正視圖點(diǎn)擊模型、節(jié)點(diǎn)、建立節(jié)點(diǎn)〔節(jié)點(diǎn)起始號(hào)這一欄始終不管輸入：坐標(biāo)0,0,0復(fù)制次數(shù)6距離在DX上填100點(diǎn)擊適用,如下圖所示點(diǎn)擊復(fù)制移動(dòng)節(jié)點(diǎn)按鈕用選擇節(jié)點(diǎn)號(hào)為2-6的節(jié)點(diǎn)輸入項(xiàng)目如下圖輸入框所示,點(diǎn)擊適用便可生成8-12節(jié)點(diǎn)建立單元：建立縱梁：點(diǎn)擊菜單、模型、單元、建立單元在建立單元的對(duì)話框里面選擇單元類(lèi)型為一般梁/變截面梁材料選擇桐木截面選擇縱梁截面選擇縱梁一次點(diǎn)擊1,2；2,3；3,4；4,5；5,6；6,7；節(jié)點(diǎn)建立起縱梁?jiǎn)卧⒅髁贺Q桿：打開(kāi)建立單元的對(duì)話框,方法同上,只需把截面改成主梁豎桿,依次分別點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)2,8；……6；12；建立豎桿按照上述方法建立起拉條復(fù)制主梁：在單元建立的對(duì)話框里面形式：復(fù)制等間距：DY：170復(fù)制次數(shù)選擇1用選擇已經(jīng)建立了的全部單元和節(jié)點(diǎn)點(diǎn)擊適用,主梁即復(fù)制好,點(diǎn)擊視圖即可顯示出上圖。建立橫向連接系：點(diǎn)擊視圖顯示正面,通過(guò)從左上角滑至右下角選擇邊上的一片豎向構(gòu)件：節(jié)點(diǎn)顯示為粉紅色,單元顯示為艷藍(lán)色表示已經(jīng)被選定。點(diǎn)擊只顯示上一部分的構(gòu)件,其他部分消隱。點(diǎn)擊可有如下顯示：先建立橫梁,打開(kāi)單元建立對(duì)話框,將截面選為橫梁,依次連接節(jié)點(diǎn)2與14：建立下表面的連接構(gòu)件,方法同上,效果如下圖：為了建立中間的豎桿,需要對(duì)單元43與單元44進(jìn)行分割選擇菜單、模型、單元、分割,進(jìn)入對(duì)話框選擇等間距,再通過(guò)選擇單元43,44。點(diǎn)擊適用,單元分割,形成新的節(jié)點(diǎn)25,26。建立中間豎桿：建立拉條：注意此時(shí),在對(duì)話框BETA角這一欄要輸入90,建立構(gòu)件效果如下：復(fù)制橫向連接系通過(guò)選擇已經(jīng)建立好的橫向聯(lián)結(jié)系,點(diǎn)擊,顯示全部單元打開(kāi)單元復(fù)制對(duì)話框選擇等間距,在DX項(xiàng)輸入100,復(fù)制次數(shù)填寫(xiě)4。點(diǎn)擊適用建立端橫梁,注意將BETA角項(xiàng)改回0：建立橋面添加材料：紙參數(shù)：彈性模量100MPa泊松比設(shè)為0.25紙容重設(shè)為桐木3倍在容重處直接輸入3*9.8*0.3/1000000建立橋面邊界節(jié)點(diǎn)復(fù)制節(jié)點(diǎn)1,向DY方向復(fù)制距離為-15,選擇節(jié)點(diǎn)方式可以用；復(fù)制節(jié)點(diǎn)13,向DY方向復(fù)制距離為15,選擇節(jié)點(diǎn)方式可以用；這樣,就建立出兩個(gè)新的節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)35和節(jié)點(diǎn)36復(fù)制節(jié)點(diǎn),操作參考復(fù)制橫向聯(lián)結(jié)系,但注意此時(shí)是節(jié)點(diǎn)復(fù)制,DY=0,DX=100,復(fù)制次數(shù)為6,點(diǎn)擊適用,效果如下打開(kāi)單元建立對(duì)話框單元類(lèi)型選擇板材料選擇紙點(diǎn)擊新建厚度,點(diǎn)擊確認(rèn),下圖0.7是紙厚度。依次選中橋面4個(gè)角點(diǎn)即可生成橋面到此為止,模型所有構(gòu)件建立完畢四、邊界條件梁橋類(lèi)型屬于簡(jiǎn)支梁打開(kāi)菜單、模型、邊界條件、一般支承點(diǎn)擊視圖按鈕左下角的點(diǎn)選擇支承條件為:DXDYDZ用選擇節(jié)點(diǎn)1,點(diǎn)擊適用。用選擇節(jié)點(diǎn)13,支承方向改成DXDZ,點(diǎn)擊適用用選擇節(jié)點(diǎn)7,支承方向改成DYDZ,點(diǎn)擊適用用選擇節(jié)點(diǎn)19,支承方向改成DZ,點(diǎn)擊適用至此,邊界條件添加完畢。五、施加荷載自重：菜單、荷載、靜力荷載工況名稱(chēng)〔結(jié)構(gòu)自重類(lèi)型：恒荷載添加關(guān)閉菜單、荷載、自重在Z處填寫(xiě)-1,點(diǎn)擊添加,關(guān)閉添加集中荷載這里取最大的6kg,g取10,60N菜單、荷載、靜力荷載工況名稱(chēng)〔集中荷載類(lèi)型用戶(hù)自定義點(diǎn)擊添加關(guān)閉菜單、荷載、節(jié)點(diǎn)荷載,打開(kāi)對(duì)話框,將荷載工況選為集中荷載在FZ處填寫(xiě)-60選取跨中要求施加集中荷載的節(jié)點(diǎn),點(diǎn)擊適用。如圖橋梁跨中箭頭所示即為添加的集中應(yīng)力,其值的大小可以通過(guò)選著顯示選項(xiàng)顯示出來(lái)。模擬小車(chē)荷載：在此只模擬最不利情況：小車(chē)每個(gè)重4kg,每個(gè)小車(chē)4個(gè)輪子。每輛小車(chē)相當(dāng)于4個(gè)1kg的荷載。最不利狀態(tài)為：跨中集中荷載6kg,兩輛小車(chē)串聯(lián)行駛至跨中。選擇兩端端橫梁,將梁?jiǎn)卧乳g距分割,點(diǎn)擊關(guān)閉。雙擊左側(cè)菜單的橫梁然后點(diǎn)擊,只顯示橫梁點(diǎn)擊,用選擇右邊橫梁,點(diǎn)擊,只顯示右邊橫梁分割單元,架設(shè)小車(chē)右側(cè)輪子壓在橫梁右端,假設(shè)小車(chē)輪子中心間距為5cm,縱向橫向間距為10mm〔上一次比賽中,小車(chē)實(shí)際上外輪距51mm輪寬13mm,前后輪距離為145mm。分割橫梁?jiǎn)卧悍指铧c(diǎn)距離右端5cm,選中顯示的橫梁?jiǎn)卧?小車(chē)車(chē)輪的另一接觸點(diǎn)點(diǎn)擊分割單元〔在菜單中可以找到,點(diǎn)鐘分割單元任意間距項(xiàng),x方向填入35點(diǎn)擊適用點(diǎn)擊荷載,進(jìn)入靜力荷載工況,荷載名稱(chēng)：小車(chē)等效荷載,類(lèi)型：用戶(hù)自定義。關(guān)閉點(diǎn)擊菜單,荷載,節(jié)點(diǎn)荷載,荷載工況選擇小車(chē)串聯(lián)FZ項(xiàng)填-10選中靠近跨中的6個(gè)節(jié)點(diǎn)〔假設(shè)兩個(gè)車(chē)輪重合,如圖,節(jié)點(diǎn)編號(hào)為52,53,54,3,4,5添加節(jié)點(diǎn)荷載：第一輛小車(chē),選中節(jié)點(diǎn)3,52,53,4,點(diǎn)擊適用第二輛小車(chē),選中節(jié)點(diǎn)4,53,5,54,點(diǎn)擊適用注意,4,53節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)重合的節(jié)點(diǎn)荷載。到此為止,模型荷載施加完畢。六、模型計(jì)算與結(jié)果查看如上面過(guò)程都檢查無(wú)誤之后,開(kāi)始進(jìn)行計(jì)算。點(diǎn)擊,開(kāi)始進(jìn)行計(jì)算。在查看結(jié)果之前,進(jìn)行荷載組合點(diǎn)擊菜單,結(jié)果,荷載組合,名稱(chēng)自定義〔1,在荷載工況里面選取集中荷載,串聯(lián)小車(chē),結(jié)構(gòu)自重。名稱(chēng)自定義〔2,在荷載工況里面選取集中荷載,結(jié)構(gòu)自重。點(diǎn)擊關(guān)閉查看結(jié)果：當(dāng)只有模型自重與集中荷載時(shí),應(yīng)當(dāng)選擇組合2支座反力：點(diǎn)擊結(jié)果,反力,反力,將工況組合調(diào)至2,顯示類(lèi)型點(diǎn)擊數(shù)值與圖例。得出對(duì)話框如下圖點(diǎn)擊適用支座反力結(jié)果如下：查看荷載組1的支座反力操作同上,只是把組合項(xiàng)選為1,結(jié)果如下：位移查看：點(diǎn)擊菜單,結(jié)果,位移,位移等值線查看組合1,2的對(duì)話框分別如左圖所示,點(diǎn)擊適用組合2下：最大位移為5.0468mm組合1下：最大位移為12.304查看單元力：點(diǎn)擊菜單,結(jié)果,力,梁?jiǎn)卧?或者力圖,有如下對(duì)話框：查看軸力時(shí),點(diǎn)擊FX,查看彎矩時(shí),點(diǎn)擊MY〔原因是相對(duì)坐標(biāo)查看的軸力圖如下,正代表受拉,負(fù)代表受壓圖,以組合1的軸力圖的作為例子：查看應(yīng)力：查看應(yīng)力的作用是根據(jù)應(yīng)力大小調(diào)整桿件截面點(diǎn)擊菜單,結(jié)果,力,梁?jiǎn)卧獞?yīng)力,或者應(yīng)力圖,有如下對(duì)話框同樣以組合1作為例子,梁?jiǎn)卧膽?yīng)力和應(yīng)力圖如下：七、在加載中的自振頻率計(jì)算另存一個(gè)文件在振動(dòng)荷載時(shí)：跨中集中荷載改成3kg,小車(chē)串聯(lián)。點(diǎn)擊節(jié)點(diǎn)荷載,選項(xiàng)如下圖所示,集中荷載,替換,FZ填-30。選取集中荷載點(diǎn)。點(diǎn)擊適用修改完成,如上圖所示。將荷載裝換為質(zhì)量：點(diǎn)擊菜單,模型,質(zhì)量,將荷載轉(zhuǎn)換成質(zhì)量,打開(kāi)對(duì)話框：選中節(jié)點(diǎn)荷載,在荷載工況里面選中集中荷載,點(diǎn)擊添加。在從荷載工況里面選擇小車(chē)串聯(lián)