05-截面特性值计算器.pdf

MIDAS/SPC (Sectional Property Calculator) SPC 的使用说明 SPC是“截面特性值计算器—Sectional Property Calculator”的缩写。 ? 以往的程序只能以Line或Plane一种形式来模拟截面形状，在SPC中用户可以根据需要任意选 定Plane形式的截面或Line形式的截面来模拟截面形状。 y Plane形式的截面 画完轮廓之后，在 Generate 里选择 Plane Type，程序会按照轮廓所指定的 Plane范围 自动生成截面。计算截面特性值时，程序会通过网格自动生成功能在截面的Plane范围内 生成网格之后，利用该网格计算各特性值。计算抗扭刚度时，首先利用有限元方法计算 Prandtl的应力函数，通过对应力函数进行积分计算抗扭刚度。 y Line形式的截面 对于薄壁截面，可先指定线的厚度画出截面形状之后，在Generate 里选择Line Type生成 截面。显示Line Type的线必须有厚度，因为程序是利用此厚度计算截面特性的。Line截 面的抗扭刚度是根据剪力流(Shear Flow)计算的。 建立截面的轮廓 利用有厚度的线建模 生成Plane截面 利用网格进行计算 生成/计算Line截面 图 1-(1) 生成Plane截面的过程 图 1-(2) 生成Line截面的过程 1 MIDAS IT (http://www.midasIT.com) ※ 注意事项 ? MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面的抗扭刚度计算方法参见附录一。 ? 对于MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面，利用 MIDAS/Civil、Gen的截面特性计算功能 计算截面特性值比SPC更好一些。 ? MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的PSC截面，当用户输入的截面属于薄壁型截面时，应使用本截 面特性值中的Line方式重新计算抗扭刚度，然后在截面特性值增减系数中对抗扭刚度进行调整。 ? 对于Plane形式的截面，程序是通过有限元法来近似计算抗扭刚度的。在抗扭问题里使用的近似求 解法有Ritz法 (或者Galerkin法)、Trefftz法，所有的近似求解都与实际结果多少有点误差，其特征 如下： JRitz ≤ JExact ≤ JTrefftz 像SPC一样利用有限元法近似地计算抗扭刚度时，通常使用Ritz法, 故其计算结果有可能比实际的 抗扭刚度小。用户可通过加大网格划分密度方法来提高结果的精确度。 ? 对于Line形式的截面, 如薄壁截面，线的厚度很薄时几乎可以准确地计算其抗扭刚度。但是如果是 闭合截面（无开口截面），这种计算方式会导致其抗扭刚度的计算结果随着线厚度的增加而变 小，所以对于不是薄壁截面的闭合截面应尽量避免使用Line的方式计算截面特性。 ? 在SPC中对薄壁闭合截面，对闭合部分一定要使用modelclosed loopRegister指定闭合。 ? SPC可以在一个窗口里任意的建立很多个截