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Midas几何非线性分析步骤

点击: 124 次  来源:http://www.freshstuff.cc 时间:2019-12-14

问:Midas非线性全过程分析步骤

非线性分析主要用来计算空间结构的整体稳定性,包括几何非线性和材料非线性。几何非线性可以考虑大变形和大应变,材料非线性可以考虑材料的弹塑性。

根据《空间网格结构技术规程》,全过程的非线性分析可以采用材料弹性全过程分析或者材料弹塑性全过程分析。两者都需要考虑几何非线性,同时考虑几何初始缺陷,进行满跨活荷载和半跨活荷载下的分析计算。弹塑性全过程分析又叫双非线性分析。Midas Gen 2014已经可以根据屈曲模态自动更新模型,从而考虑几何初始缺陷。

图片 1

Midas非线性分析控制参数

Midas几何非线性分析步骤:(1)弹性特征值屈曲分析;(2)根据第1阶屈曲模态更新模型;(3)添加非线性分析数据初步计算;(4)根据结果调整参数精细计算;(5)提取荷载位移曲线。

Midas双非线性分析步骤:(1)弹性特征值屈曲分析;(2)根据第1阶屈曲模态更新模型;(3)添加塑性材料;(4)添加非线性分析数据初步计算;(5)根据结果调整参数精细计算;(6)提取荷载位移曲线。

有一个问题是Midas对于梁单元和桁架单元,无法同时考虑几何非线性和材料非线性。如果需要同时考虑几何非线性和材料非线性,要么用板单元模拟梁或桁架(其实不太现实),要么用Abaqus或Ansys。不过Midas可以在考虑几何初始缺陷后,再进行材料非线性分析,一定程度上已经能够解决问题了。

经验:

(1)塑性材料的定义,Tresca模型或von-Mises模型适用于钢材,Drucker-Prager模型或Mohr-Coulomb模型适用于混凝土结构。滞回系数代表硬化的程度,'1' 代表等向硬化,'0' 代表随动硬化,'0~1' 代表组合硬化。硬化系数代表材料屈服后的切线刚度,小于材料的弹性模量,如果设为0则表示是理想弹塑性材料。对于普通的Q235和Q345钢材可以采用随动硬化的理想弹塑性本构。

(2)非线性分析是针对每一个荷载工况进行的,因此为了得到1.0D+1.0L荷载组合下的结果,需要先通过荷载组合建立荷载工况。

(3)计算方法一般选择位移控制法加载,位移法选择控制节点时要选择有代表性的节点,比如网壳的最高点。控制节点的位移和加载步数的设置可以先试算,把节点位移设大一点,加载步数设小一点。比如控制节点位移-1.0m,加载步数为10步,看计算结果,选择荷载系数拐点处再进行细算。如果荷载从-0.3m处开始下降,那就可以控制节点位移为-0.3m,加载步数细分为30步,得到更密集的曲线数据点。

(4)简单的模型可以选择Newton-Raphson法,位移法计算无法收敛的模型可以选择弧长法。弧长法的参数需要通过试算回填,从而得出合理的结果。

(5)一般以荷载位移曲线首次出现下降段顶点的荷载系数作为稳定容许承载力安全系数,《空间网格结构技术规程》4.3.4条规定,弹性全过程分析,安全系数可取4.2;弹塑性全过程分析,安全系数可取2.0。

图片 2

荷载-位移曲线

-2015年11月3日