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Engineer’s Studio® Ver.6
三维积层Plate Cable的动态非线性解析

●发行
2016年9月12日
FEM解析
 前言
Engineer's Studio® Ver.6里增加了以下功能项目。
  • 增加了平板要素的三角形1次要素
  • 改善了平板要素的四角形1次要素
  • 扩张了非线性RC平板要素的引力张力软化系数C
  • 平板要素的高次要素向低次要素变换的功能
  • 节点或要素所属群组的编辑功能
  • 动态解析结果同时表示输入波形
  • 增加Pushover解析事例
 平板要素追加了三角形1次要素
因为以往无法利用三角形1次要素。比如将复杂形状自动网格分割的时候,四角形1次要素和三角形1次要素的组合混在是不能实现的。这一次的升级,增加了三角形1次要素,使之成为可能。(参照图1的Triangular Liner)。三角形1次要素为参考以下文献[1][2]所定义的要素。
  • 文献[1] Long Yuqiu, Xu Yin, Generalized conforming triangular membrane element with vertex rigid rotational freedoms, Finite Elements in Analysis and Design, Volume 17, Issue 4, 1994, Pages 259-271.
  • 文献[2] Soh. A., Long, Z.F. & Cen, S., 1999, A new nine DOF triangular element for analysis of thick and thin plates. Computers & Structures, 24,408-417.
 平板要素的四角形1次要素改善
四角形1次要素参考文献[3]做了一些变更。跟以往相比,要素的性质向上,品质更好,新的三角形1次要素以外,平板要素的种类还有以下:(图1、图2)。
 ・三角形1次要素:3节点要素、形状关数为1次
 ・三角形2次要素:6节点要素、形状关数为2次
 ・四角形1次要素:4节点要素、形状关数为1次
 ・四角形2次要素:8节点要素、形状关数为2次
▲图1 平板要素的种类
  • 文献[3] Soh, A., Cen, S., Long, Y. & Long, Zh., 2001, A new twelve DOF quadrilateral element for analysis of thick and thin plates. Eur. J.Mech. A/Solids, 20, 299-326.
图3为复杂的形状中将混在的四角形1次要素和三角形1次要素自动网格分割的例子。

▲图2 平板要素作成的命令三种 ▲图3 四角形和三角形的1次要素混在
自动网格分割
 非线性RC平板要素的引力张力软化系数C的扩张
将无铁筋混凝土用非线性平板要素作成模型的情况下可以从2个轴的方向设定引力张力软化系数C(Cx、Cy)。与此同时,增加了无铁筋混凝土的引力张力软化系数Cx、Cy从破坏能源和要素寸法可以自动算出功能。并且改善了平板断面的输入画面使之更加便捷(图4)。
▲图4 平板断面的输入画面
 将平板要素的高次要素变换为低次要素的功能
选择高次要素的网格要素(四角形2次要素、三角形2次要素)、低次要素(四角形1次要素、三角形1次要素)之间互换的命令「2次要素→1次要素」。不使用中间结点作为支点,就可以实现这两者的变更(图5)。

▲图5 高次要素向低次要素变换按钮
     
 节点和要素所属群组的编辑功能
选择多个节点或要素,创建【所属群组编辑】命令进行群组变更(图6)。
▲图6 所属群组的编辑
 动态解析结果与输入波形同时表示
动态解析的时间历结果确认时可以调出输入地震波形的按钮。调出后,新的画面会表示出「表示输入波形」。点击波形表格前进至下个阶段,模型的变形图和断面力图在这个阶段可以实现同步(图7)。
▲图7 表示时间历结果表示输入波形
 Pushover解析实例追加
执行Pushover解析地震时根据保有水平耐力法检查的事例作成。(图8、图9、图10)。
帮助里解说了「Engineer's Studio® Help|Technicalnote|Pushover解析事例」。承重变位曲线的作成方法可以参考一下。事例数据有以下三种。
 ・Pushover-Rahmen-Case1.es
 ・Pushover-Rahmen-Case2.es
 ・Pushover-Rahmen-Case3.es
▲图8 Pushover
解析模型例
▲图9 Pushover
解析变形图
▲图10 Pushover解析的承重变位关系
(Up&Coming '16 秋之号刊载)
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