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MIDAS建模方法及细节 对于我们做工程的来说，经常要进行一些复杂的结构计算。若是静定结构，可以进行手工计算，但现实中很多结构都是超静定的，且超静定次数较多，这时如果再手工计算的话，用位移法等，过程就比较繁琐，算起来也比较慢。这时就要依靠专业的计算软件来提高计算效率，然后挑一些部位手工计算复核。下面介绍一个好的计算分析软件，它也是我当总工所仰仗的东西之一，希望跟同行和老友们分项交流。 MIDAS 是一个空间有限元分析软件，与一般的平面有限元软件不同的是，它可以建立三维模型，对结构进行空间分析，它能进行桥梁、屋架、混凝土实体等的分析，并且它的操作界面比较简单，易于操作。我从以下几方面阐述该软件的使用方法及一些细节： 一、建模基本步骤 对一个结构进行建模分析的基本步骤为：定义材料和截面→建立单元→建立结构边界条件→对结构施加荷载→运行分析、查错→查看计算结果。对于某些结构须进行动力分析的，则还需设置相应的动力分析参数。对于设计为分阶段施工的桥梁，还应定义施工阶段分析数据，包括施工阶段荷载等，进行施工阶段分析控制。 二、步骤详解 1、定义材料和截面 对于一般的杆单元和梁单元，点“添加”菜单，弹出对话框后从数据库里选择所需的材料和截面特性即可完成定义。对于板单元，则是点“厚度”菜单，进入对话框后输入一个板的厚度值。 2、建立节点和单元 要建立单元，一般先建立单元的节点 进入对话框，输入所要建立的节点的坐标，也可不输入坐标，直接点“适用”。若要一次建立多个等间距的节点，可输入相应的复制次数，并输入x或y或z方向上的距离，再点“适用”即可。若节点间距离无规律性，或有几种规律，此时，可在节点对话框了选择“移动/复制节点”或“旋转节点”等命令，对部分节点进行复制或旋转，提高建模的速度。该手法类似于CAD里的绘图手段 有了单元的节点后，便可以很方便的建立单元了 这是建立单元的普通方法，一般是用鼠标画，将各节点连接起来形成单元。同样，为提高建模的效率，可在单元对话框中选择“移动/复制单元”、“镜像”等命令来快速建模。 此外，可利用“模型”→“单元”对话框中的“扩展”命令来建立单元，用该命令可扩展出线单元、面单元和实体单元 注意：在建立单元时记得选择该单元的材料和截面属性，若忘了选择，则需在模型窗口里选定单元，然后在树形菜单里相应的截面上点右键，然后点“分配”，不过这样相对较慢 3、几个建模过程中的常用手段：“选择”和“激活” 对于复杂结构，单元数较多，建模时容易眼花缭乱，这个时候，可运用“激活”这种手段，将需要操作的部分单元选定后进行激活，单独操作。而其它单元将被隐藏，在对被激活单元进行操作时，其它单元将不受影响。激活命令可以直接在面板点击图标，也可以选择从菜单中启动，“视图”→“激活”。 4、边界条件的设定 边界条件的设定就是对某些节点的位移和转动自由度进行约束，模拟结构的支座或固定端。此外，还可以模拟两个节点之间的连接关系，例如铰接。还有，两个相交的单元，当它们的形心不在同一点时，需要施加适当的约束，例如，给它们之间施加“刚性连接”约束。 一般，每个节点都有6个自由度，3个位移自由度，3个转动自由度。一般支承在模型里面表示成一个六角形，左半边为转动自由度，右半边为位移自由度，顺序按顺时针方向依次为x、y、z。 5、给结构施加荷载 桥梁结构上的荷载有很多种，常用的有自重、单元荷载和节点荷载两种。此外，还有压力荷载、温度荷载及预应力荷载等。预应力荷载是用于输入预应力钢束的预张拉力或拉索的张拉力的。 荷载的施加方法如下：首先建立荷载工况的名称、类型和进行简要说明。然后，选定所要施加荷载的单元，再点击菜单“荷载”→选择荷载种类，比如“梁单元荷载”→选择荷载工况名称，例如“混凝土荷载”→再选荷载类型，例如“均布荷载”→再输入荷载数值即可。注意，荷载的绝对值取正的话，其方向为向上，取负的话，其方向则为向下。 根据结构不同的部位荷载分布状况的不同，相应的给不同的单元施加不同的荷载。荷载加完后需将多个荷载组合，以便计算荷载组合作用下结构的应力和变形。方法为，由菜单“荷载”，点“由荷载组合建立荷载工况”→点…按钮打开荷载组合对话框→在荷载工况和系数框中点击空白处打开下拉菜单，选择荷载并输入相应荷载的荷载系数，完成后关闭，即完成荷载的组合。 6、运行分析 分析前，应先检查结构是否有重复单元，或是否存在自由边，方法为：模型→检查结构数据。检查完后，点快捷图标运行分析（或按F5），分析过程中，若模型无问题，程序会提示分析已成功；若有错，程序会提示模型的一些出错信息，一般都是关于边界条件的，运算出错后，依然有计算结果，不过结果是不可信的，其误差会极大。这时，可以根据出错提示，通过“查询”→查询节点、或