发布时间 : 星期二 文章midascivil技术讨论汇总 - 图文更新完毕开始阅读9ca0cf26af45b307e87197d5
有关模型建立的基本问题
1、关于MIDAS截面面输入的讨论
问：请问fem2000兄，为什么只有变截面能导入已定义的PSC截面，必须先定义PSC截面，而其他变截面为什么不能导入（除PSC之外），且手工输入葙梁截面数据似乎太慢了，请问有还有没有其他便捷的输入截面方法，最主要的是解决葙梁截面输入，如桥博的节线输入，坐标输入，我觉得MIDAS的输入法应该不会比其他软件差的（单位新买的正版的MIDAS,小弟在初步学习之中） 答：（1）以在EXCEL里面编辑好，在拷贝到截面表格里面哦
（2）在添加截面时候，有个导入功能，可以导入原先做过截面数据！如以前有相同或类似的就方便了许多。不妨试下。
（3）可以充分利用midas的截面特性计算器以及mct文件编辑器，截面的cad图你该有吧？将cad图存成dxf文件，导入截面特性计算器，不过要注意图形文件不能有面域，只能是线，因为他可以进行批量计算，所以你只要将所有截面放到一张图里，然后进行计算，最后导出mct文件，假若说是变截面，可以用mct的命令流将你得到的mct文件进行编辑，然后就可以导入变截面了。 （4）mct命令窗口中对各项mct命令都有提示，只要点插入命令你就能得到那个命令的命令流格式，如果对各项所代表的意义不明白可以参考在线帮助，相对来说，要比ansys的命令流好学多了，毕竟他有中文帮助。
你从spc导出来的mct文件里面给出的是section里的value格式，你可以参照value跟tapered之间的差别，将你得到的value截面1,2拷贝到tapered形式里作为i,j截面，以此类推，然后修改其中的部分不同内容，就会得到了你想要的。
在编辑的时候推荐你用ultraedit编辑器，主要的方便之处是它可以进行行快和列快的转换，至于说怎么能提高编辑的效率，可以慢慢摸索，只要熟练了，看起来麻烦的事也会变得非常简单。 （5）MIDAS变截面输入可以采用变截面组的方式！一个变截面的梁，可以定义变截面组，变截面组里面包括你所需要的变截面单元，此时把变截面组的所有单元设成一种变截面类型，变截面组的i端就是变截面的i端，j端就是变截面的j端！在变截面组里面i端到j端的截面特性是均匀变化的，可以定义成按线形或者多项式变化!变截面组可以再转换成变截面，此时，每个变截面组里的单元都会赋予不同的截面类型，同时，变截面组也会被删除！
注意：在截面对话框的“数值表单”中定义的变截面不能使用该功能。
（6）用截面特性计算器以后导入的截面默认的都是等效的矩形截面，如果要显示是箱形截面你应该在截面数据\\变截面下选择合适的箱形截面然后输入数值。这样的到的才是箱形截面，如果这里面没有你要的截面你也可以用mct来编辑。 2、建模中如何快速生成单元 问：各位好
想问一个midas中很基础的问题，就是我在建立了大量的节点后，想再生成单元，有没有方便一点的办法，能不能像ansys中一样可以做一些循环什么的，还请指教！ 答：（1）midas没有类似的循环，不过想实现批量的编辑也不难，利用mct文件的编辑，你可以先建立了节点然后利用节点重新编号的功能，对建立的节点按一定规律重新排列，然后在ultraedit(一种文本编辑工具，非常方便，可以使用列编辑)里面进行编辑，第一列是单元号，当然是1，2，3，4。。。依次排列，第二列是单元类型，批量输入你的类型，第五列输入i端节点，你直接就把第一列的单元号copy过来就可以了，然后第二列的可以将第一列的内容去掉1，把后面的拷贝过来，至于说其他的参数，如果你的单元都是同类的，都可以批量输入。当然以上所说的都是没有单元交叉的情况下才适合，不过这样编辑几次应该有的单元都能得到了。以下是mct命令的例子：
*ELEMENT ; Elements
; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, ANGLE, iSUB, EXVAL ; Frame Element ; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, iN3, iN4, iSUB, iWID ; Planar Element ; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, iN3, iN4, iN5, iN6, iN7, iN8 ; Solid Element
; iEL, TYPE, iMAT, iPRO, iN1, iN2, REF, RPX, RPY, RPZ, iSUB, EXVAL ; Frame(Ref. Point) 1, BEAM , 1, 1, 1, 2, 0 2, BEAM , 1, 1, 2, 3, 0 3, BEAM , 1, 1, 3, 4, 0 4, BEAM , 1, 1, 4, 5, 0 5, BEAM , 1, 1, 5, 6, 0 （2）其实还有一个办法。
比如你建立了101个节点，要组成一根梁，就要加100个单元。 你可以胡乱先建立100个单元，这个是容易的。 然后选择这些单元，查询-》单元详细表格。 在excel里输入 1 2 2 3 ...
复制，到midas里那个表格中粘贴，ok了
（3）这个办法好像有很大的局限性，并且操作起来也不是很方便，“胡乱先建立100个单元”这好像只有对全部单元都在一条直线上很容易，如果不是一条直线上，连接节点也会很麻烦，不过manifold提到的利用midas的表格功能还是不错的，表格也很有用处。 3、midas中刚性连接与弹性连接中的刚性连接的区别
问： 请教midas中刚性连接与弹性连接中的刚性连接问题 答：（1）刚性连接=主从节点 弹性连接中的刚性连接=刚臂
（2）刚性连接的功能是强制某些节点(从属节点)的自由度从属于某节点(主节点)。包括从属节点的刚度分量在内的从属节点的所有属性(节点荷载或节点质量)均将转换为主节点的等效分量。
弹性连接中的刚性连接只是使得被连接的两个节点具有相同的自由度，没有刚性连接的从属关系，一般用于一个节点已经有约束的情况。
再问：谢谢了，不过我还有一些不明白之处，主从约束是什么意思啊？还有当刚臂传递剪力时是不是还要产生由剪力与刚臂长度产生的二次弯矩啊？再问一下如何模拟梁单元的双支座？不好意思啊，我的问题可能很菜！ 再答：（1）所谓主从约束，是老的FEM软件里的说法，是指两个或多个节点在特定自由度上其总体矩阵（刚度、质量、荷载）取相同的编号。
主从约束和刚臂有很多区别，在结构分析时要注意区分。
主从约束可以在节点的某个自由度上建立，没有距离效应，而刚臂顾名思义，所有自由度都连接在一起，存在你说的剪力二次弯矩。 （2）如manifold所说： 刚性连接=主从节点
弹性连接中的刚性连接=刚臂
而MIDAS软件常见提问与解答中讲到： 9.刚臂的定义
在主菜单中选择模型>边界条件>刚性连接，定义主从节点间相关关系。 这到底是怎么回事啊？
到底应该怎样定义刚臂？是在刚性连接中还是在弹性连接中的刚性连接定义？
按我的理解应该有两种刚臂：一种是考虑主从关系的，应该在刚性连接中定义；另外一种是不考虑主从关系（两者属于平行关系）的，应该在弹性连接中的刚性连接定义！ 考虑主从关系的有支座模拟，不考虑主从关系有墩梁固结！
（3）归纳一下大家的看法，在midas中，弹性连接的刚接就是形成刚臂单元（由于刚臂用来模拟共节点但不同坐标，可以认为同编号的节点间形成了一个刚臂单元），主要用来模拟墩梁固结位臵和同位臵左右截面不同的情况。在这里我有一个小问题就是，为什么midas中将墩梁固结处应本共节点的位臵设臵成两个节点，可能是程序中不像平面程序共节点之间自动形成刚臂，不过计算结果应该是一样的，因为在有限元分析中，都应该是加入一个[A]矩阵来处理的，只是midas中需要指定刚臂。而主从约束，是对于两个节点而言的，顾名思义主要是模拟两个节点自由度之间的关系，在有限元分析中，增加一个自由度方向上的主从约束关系相当于增加一个约束方程，在实际计算中采用充0臵1法，也就说，主从自由度改变了总刚的阶数，只是为了计算方便，才保留原结构的刚度矩阵阶数不变，这是两者分析上的不同。而且刚臂位臵是一个单元，象m兄说的，有个距离，因此存在二次弯矩，而主从约束一般是同一个位臵的两个节点。 4、MIDAS 坐标系的问题
问：这两天看了下MIDAS，对于它的坐标系定义搞的不是很清楚，单元坐标系是怎么定义的，哪位高手详细指点？ 答：（1）参考MIDAS用户手册第二本有介绍；
（2）我用的是MIDAS CIVIL，而不是MIDAS GEN，两者在坐标系的定义上面基本一致，但也有不同，civil有个用户坐标系的概念，即UCS。
按照他们定义的坐标系，对于梁单元x轴是由N1指向N2，我就不清楚怎么确定的N1,N2呢，就是说里面有个方向问题了。
UCS用户坐标系这个概念也让人费解，有什么作用的呢，好像和单元坐标系又不是一回事。
我还想到一个问题，建模的时候选择截面，怎么确定截面的方向问题呢？举个例子，一个竖直杆，平面上截面的x向和y向不同，那么建模的时候怎么确定了这个截面的x向和y向的方向的呢？ （3）你所说的梁单元n1、n2确定x轴的问题属于单元的局部坐标系，具体操作的时候先确定的点为n1，也就是你在连接单元的时候，先点的节点为n1，或者说扩展的时候被扩展的点为n1，这个不难确定，同时在确定了单元局部坐标系的时候默认的局部坐标系的y，z轴也就确定了，如果要修改局部坐标系的y,z轴与整体坐标系y，z轴的夹角，需要更改这里面的一项参数，就是贝塔角，具体的贝塔角的规定可以参考帮助文件。在确定局部坐标系的yz轴的时候，程序默认的是这样的：当局部坐标系x轴平行于整体坐标系的x轴，也就是单元平行于整体坐标系x轴，那么其他两个坐标轴也分别与整体坐标系的对应两个坐标轴平行，若单元平行于整体坐标系y轴，则单元局部坐标的z轴与整体坐标系z轴平行，以此类推。其它几种形式自己可以建立单元找到规律。
至于说用户坐标系对于作整体计算分析基本上用不上，主要是用于快速建立复杂模型，绝大多数实际结构的平面和立面是比较复杂的，但即使多么复杂的平面和立面也都是有规则的几何体组成的。用户可以为各几何体分别建立坐标系，在各自的坐标系上分别建模，这就是用户坐标系的用处。 最后这个问题，你可以看到，在midas的截面里面只有y，z轴截面的y,z轴默认的与局部坐标系的y,z轴是分别平行的。
另外还有一个节点局部坐标系的概念，你可以定义节点的局部坐标系，这个主要用于弯桥之类的作约束时用，可以用节点局部坐标来确定你所需要的边界条件。 前、后处理中的相关问题 1、拱桥稳定系数的计算问题
问：近日设计一座下承式系杆拱桥（钢管混凝土），用midas进行屈曲分析时发现5阶稳定系数是负数，百思不得其解。按说解刚度矩阵的时候负根是假根，应该去掉的，为何程序里会出现负值呢？请大家帮忙看看。 答：（1）稳定系数出现负值是反向加载地意思，如果你的实际结构不会出现这种情况，只要只看正值地计算结果就可以了。因为机械上很多情况都是荷载可以反向加的，而这个软件本身又是通用有限元的内核，所以会出现这种情况。
（2） 拱桥的稳定分为面内失稳和面外失稳，在拱肋的横向支撑不够或拱截面的抗扭刚度不大的情况下，面外失稳一般先于面内失稳（。
系杆拱桥吊杆中的力为非保守力。拱肋发生横向位移时，吊杆也发生倾斜，但是吊杆的下端由于受到桥面系侧向刚度的约束而无法产生与上端同样大小的横向位移。这种情况下，吊杆的拉力会有使拱肋回归原位的一个分力，这个分力能提高拱轴的面外稳定性。 算出来的结果为负，极有可能使吊杆非保向力的影响。 2、civil中有关“荷载组增减系数”和有关施工阶段的讨论
问：MIDAS中移动荷载工况里的子荷载工况中有个“荷载组”增减系数，哪位知道是什么意思？ 接上题，如果说两个车道的话，那么加载时，最少为一个车道，最多是两个车道，这个时候是不是系数应为2呢？ 答：（1）MIDAS中\分析\里\施工阶段分析控制\默认的\最后施工阶段\是用户定义的第一施工阶段,当我改变最后施工阶段的定位时怎么计算后又回到默认值了? （2）那个系数通常取1就行了，与车道数也没关系，车道折减系数系统也已经默认如他表中所示了，如果你计算时有需要，所用的不同于系统的系数，你可以用这个增减系数来改变。 3、用midas建立自锚式悬索桥模型的讨论
问：如何用midas建立自锚式悬索桥模型？midas的悬索桥建模助手好像只能见地锚式悬索桥，现在想建自锚式的，用midas的索单元如何建模呢？我用cable单元建了个经典算例的模型，即一根无应力索长为100米的索，一端固定（坐标0，0，90），另一端从（0，0，30）沿水平线移动到（100，0，30），且升温100度，线膨胀系数为6.5e-6，弹性模量为3e7KN/m2,面积为1m2,单位长度重量10kn.求任意位臵时索端水平及竖直分力大小。 答：（1）用ansys建立吧，现在midas还没有这个功能，不用建模助手自己建立模型是可以的，不过不能调成桥状态，只能用其他软件调出成桥状态后再将成桥索力导入midas成为几何刚度，所以midas模型只能在别的软件的帮助下建立成桥模型，而且还只能用于活载、屈曲、抗震等成桥后期的计算。总而言之，它不能自己调出成桥、不能模拟施工张拉吊杆的过程，只能算成桥以后的情况。所以建议还是暂时不要用midas做自锚式吊桥
（2）新版本也就是6.3.7版本已经可以了，建模助手里面考虑了自锚式悬索桥的计算，决定自锚式悬索桥形状的精确分析一般分为两个阶段。确定整体结构形成前状态(无应力索长状态)，第二个阶段确定包含加劲梁、索塔墩等全部结构体系形成后的状态。悬索桥建模助手用于前面所述的确定整体结构形成前状态(无应力索长状态)的程序，建模助手内部又经历了两个步骤的分析过程。第一个步骤使用Ohtsuki博士的简化计算方法进行简化的初始平衡分析，在此阶段通过输入的加劲梁的均布荷载和Y、Z方向的垂度确定主缆的水平力和其三维坐标。第二个步骤为精确的初始平衡分析阶段，是使用前一步骤得到的主缆坐标和水平张力，通过非线性分析计算准确的索无应力长状态。 4、有关用MIDAS计算曲线梁的讨论
问;用midas建立曲线梁模型怎么办，是用单元》建立曲线并分割成线单元》么？如果这样的话，那么从模型上看，内弧与外弧自重相等，即外弧侧有空隙，内弧侧重叠，那么对自重情况下的扭转有影响，这种情况下该如何处理？ 答：（1）如果你的模型中心线是规则的曲线，则可以用单元》建立曲线并分割成线单元》，如果是不规则的，需要先在cad里面划分好单元然后导入节点坐标，如果单元划分的足够细那么外弧侧有空隙内弧侧重叠的现象就不会很明显，我想要想很精确的模拟内外侧的差异如果建立单梁模型好像还没有哪个软件可以模拟得很好，只有建立实体或者板单元的模型，但是一般又没有建立板活实体模型来进行整体计算的，所以大部分还是用另一种近似的方法，梁格法。事实上个人认为如果是等宽的窄曲线桥如果曲线半径不是很小只要单元划分细一些，计算是没有问题的。
再问：难道单元划分细了计算就精确了么？我觉得只是视觉上的效果，对于计算应当一样，对于反力，内弧与外弧自重一样，单元划分详细程度对反力应当没影响的，还请解答？
答：说得没错，所以我才说只要建立单梁模型你就很难实现所谓的内外重力不等，除非你另外加等效的扭矩，如果真要计算自重的扭矩你可以在梁单元上加均布扭矩，加二期恒载的时候同样也要加均布扭矩。如果想比较精确的模拟的话就像上面说得你只能用板单元或者实体单元了，但这又不太实际，另外一个选择就是比较麻烦的梁格法，说麻烦主要是他的梁格划分要满足单个梁格的中性轴要保持与原截面的中性轴一致才能计算比较准确，如果计算对象是变宽的的曲线梁要满足个要求将会是一个比较麻烦的过程。 MIDAS地震荷载输入的问题
问：请问一下，在MIDAS中如果要输入地震荷载，一定要手算结构的质量吗？我想，应该不会，但是我不知道为什么，也不知道哪个命令可以让程序帮助我完成。所以，请有经验的朋友帮助一下。 答：您好！
中国规范里地震作用的分析有基底剪力法、振型分解法、静力弹塑性分析(Pushover)、动力弹性时程分析、动力弹塑性时程分析等。
在MIDAS程序里的实现：
基底剪力法: 在\荷载>横向荷载>静力地震荷载\中定义. 该方法因为需要层的概念，有些通用有限元程序不提供该方法。
振型分解法: 在\荷载>反应谱分析数据\中定义. 在后处理上MIDAS提供振型参与质量系数，供设计人员判断所取振型数量是否足够。并提供规范规定的层间剪力、层间位移、剪重比、每层各构件所负担的剪力等。
静力弹塑性分析(Pushover): 需要先做结构分析和设计。然后在\设计>静力弹塑性分析控制\等命令中实现。提供梁、柱、桁架、剪力墙的Pushover分析。
动力弹性时程分析: 在\荷载>时程分析数据\中定义.
动力弹塑性时程分析: 开发完毕。模块增加预计在7~8月份。
定义结构的自重: 在\荷载>自重\中给出Z的系数\。
将结构的自重转化为质量: 在\模型>结构类型\中将自重转化为质量。推荐使用转化为X、Y、Z方向(当不计算竖向地震时，可选转化为X、Y方向)。
将活荷载转化为质量: 根据规范要求应将部分活荷载转化为质量。在\模型>质量>将荷载转化成质量\中实现。