midas Gen-开口节点细部分析

例题开口部详细分析

3 例题. 开口部详细分析

概要

此例题将介绍利用midas Gen对开口部分的建模分析方法。

此例题的步骤如下：

1.简介

2.设置基本操作环境

3.输入构件材料以及截面数据

4.建立结构模型

5.输入边界条件

6.定义及输入荷载

7.运行结构分析

8.查看分析结果

例题 开口部详细分析

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1.简介

本例题介绍的是梁的腹板存在圆形开口部时，为对开口部进行加强设计而进行的建 模、分析及查看结果的过程，材料采用Q235，基本数据如图(1)所示：

(a) 模型概要

图1 具有圆形开口部的梁构件和开口部的详细分析模型

Z

X

0.6 m

A

B

C

D

R=1.0 m

梁单元区间

梁单元区间

板单元详细模型区间

50kN/m

例题开口部详细分析

5 2.设置基本操作环境

1.主菜单选择工具>设置>单位系:

单位体系为（kN,m）

2.设置用户坐标系

主菜单选择结构>坐标系/平面>UCS> X-Z平面

为了容易输入以及查看结果，使梁的单元坐标系与整体坐标系一致来建立模型。利

用X-Z 将梁腹板面设置为 UCS x-y 平面后，点击正面使得操作画面

与 UCS x-y 平面一致。

1.在结构菜单点击 X-Z

2.在坐标输入栏输入‘0, 0, 0’

3.在角度输入栏输入‘0’

4.点击键

5.在图标菜单点击正面

注：在选择

后点击

键，则可以省略第 5 阶段。

例题开口部详细分析3.输入构件材料以及截面数据

1.主菜单选择特性>材料>材料特性值：

添加：材料号：1 名称：Q235 规范：GB03(S)

图2 定义材料

2.主菜单选择特性>截面>厚度：

添加：定义厚度（0.01，0.015，0.02，0.04）

图3 定义厚度

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例题开口部详细分析

7 4. 建立结构模型

1.主菜单选择节点/单元>节点>建立节点

为了方便圆形洞口以及垂直、水平加劲板的输入，在 UCS x-y 平面建立

定位洞口和加劲板基准的9个节点。

由于圆形洞口周边的加劲板关于洞口中心横轴和竖轴对称，故只建立开口

部右侧上端的1/4部分的模型后利用对称复制功能可完成剩余部分的建模。

1.在图标菜单点击节点号、单元号，可以显示节点号和单元号

2.在图标菜单点击自动对齐，可以自动调节缩放

3.在主菜单选择节点/单元>建立节点

4.在坐标(x, y, z) 输入栏输入‘0 0 0’

5.点击键

6.在树形菜单中(图 4的 )选择移动/复制节点

7.在图标菜单选择全选

8.在形式选择栏选择‘复制’

9.在复制和移动选择栏选择‘任意间距’

10.在方向选择栏选择‘x’

11.在间距输入栏输入‘0.8, 0.7’

12.点击键

13.在图标菜单点击全选

14.在任意间距的方向选择栏选择‘y’

15.在距离输入栏输入‘.7 .3’

16.点击键

17.在图标菜单点击用窗口选择后选择节点 1

18.在形式选择栏选择‘移动’

19.在方向选择栏选择‘x’

20.在距离输入‘0.5’后点击键

打开的图标

例题开口部详细分析1

图4 在单元输入位置生成节点

2.主菜单选择节点/单元>单元>扩展

利用复制节点的同时生成单元的“扩展单元”功能在开口部边框的圆管形加劲板位置输入梁单元。

此梁单元用于利用扩展(Extrude)功能生成圆管形加劲板。

1.选择节点/单元>单元>扩展

2.在扩展类型选择栏选择‘节点 线单元’

3.在图标菜单点击用窗口选择后选择节点 1

4.在单元类型选择栏选择‘梁单元’

5.在材料选择栏选泽‘1 : Q235’

6.在截面输入栏输入截面号‘999’

7.在生成形式输入栏选择‘旋转’

8.在复制次数输入栏输入‘8’

9.在旋转角度输入栏输入‘90/8’

10.在旋转轴选择栏选择‘z-轴’

11.在第一点输入栏输入‘0, 0, 0’

12.点击键

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例题开口部详细分析

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图5 在开口部边框生成临时梁单元

3.主菜单选择节点/单元>节点>分割节点

现在对节点2和5以及4和5之间的区间进行四等分。

1.点击自动调节缩放(Toggle off)

2.在等间距的分割数量输入栏输入‘4’

3.点击分割的节点号输入栏后用鼠标连续指定节点2、5以及节点4和5

图6 为了输入板单元分割节点

4.主菜单选择节点/单元>单元>建立单元

利用节点生成板单元。按逆时针方向连接是为了统一生成的板单元的单

例题 开口部详细分析

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元坐标系，以便以后分割单元时可以有效地使用 分割单元 功能。 1.在单元工具条选择

建立单元

2.在 单元类型 选择栏选择 ‘板’,确认 ‘4 节点’

3.在 材料名称选择栏选择 ‘1 : Q235’

4.在 厚度. 选择栏选择 ‘0.02’

5.用鼠标指定节点连接输入栏后连接节点 1, 2, 18, 10 来生成板单元 9

6.连接节点 10, 18, 19, 11 生成板单元 10

7.与上面相同的方法依次连续生成板单元 11 到 16

8.在图标菜单点击

收缩单元 (Toggle on)

9.点击 交叉分割 删除 ‘✓’ 标识

10.连接节点 2, 3, 6, 5 来输入板单元 17 11.连接节点 5, 6, 9, 8 来输入板单元 18 12.连接节点 4, 5, 8, 7 来输入板单元 19

图7 生成圆形开口部的板单元

注：在工具>参数设置首选项菜单，为了用户操作方便可以改变 midas Gen 的初期操作环境。

(栅格、捕捉等数据库)

注：生成单元时根据节点的指定顺序决定单元坐标系，故输入时最好维持一定的顺序。 板单元的单元坐标系请参考分析&设计手册中的midas Gen 的数值分析模型>单元种类和主要考虑事项> 板单元