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如何输出实体单元的结构内力?
创建者:章延平,编辑者:章延平,最近更新:2016/11/15 16:56:52

问题描述

当采用实体单元模拟结构体时,如何在实体单元内输出结构的内力?

解答

在模拟工程中的结构构件时,往往采用PLAXIS 2D所提供的多种结构单元。但有些时候,采用既有的结构单元在计算精度上可能存在一定的误差,比如模拟很厚的墙、板、壳等构件,此时采用实体单元模拟结构构件(赋予结构的材料属性),其计算结果的精度会得到提高。

实体单元只能计算其应力结果,而工程中往往需要了解结构构件的内力(轴力、弯矩、剪力),因此在2D程序中提供了一个可以查看实体单元结构内力的工具。实体单元结构内力工具可以对矩形或锥形的实体结构进行内力输出,从2D AE版本开始,还可对实体隧道衬砌结构进行内力输出(实际是将拱形结构看做一系列规则子结构的集合)。在后处理程序的工具菜单中可以找到该工具,如图1所示。


1 查看实体结构内力工具

选择上述选项之后,弹出中心线点窗口,同时自动选中左侧工具栏中的绘制中心线工具 ,可以直接在窗口中输入结构中心线(即结构的轴向中线)的端点坐标,也可以在绘图区中使用鼠标绘制中心线,见图2~3


2 中心线点窗口


3 鼠标绘制结构中心线

绘制完结构中心线之后,随即显示实体结构的内力图(默认为弯矩图),如图4所示。


4 实体结构内力图

该工具对实体结构内力的显示,是基于对垂直于所绘制结构中心线(结构纵轴)的横断面上已求解的应力结果进行积分计算,得出相应的内力值。应力积分的范围(即结构横断面面积)取决于积分半径的大小,中心线上每个横断面的积分半径默认按照与中心线处材料属性相同的原则确定,即自动延伸到两种材料交界处。

这个积分半径也可以根据需要进行修改,左侧工具栏中的编辑半径工具可调整应力积分范围。选择编辑半径工具之后,既可以在绘图区用鼠标拖动积分区域改变积分半径,也可以双击积分区域,并在弹出的编辑半径窗口中输入积分半径值。见图5~6.


5 鼠标拖动改变积分半径


6 编辑半径窗口输入积分半径值

在使用实体单元模拟隧道衬砌时(注意需要隧道设计器添加厚衬砌),也可以直接输出衬砌的内力。在中心线点窗口的添加下拉菜单中选择来自隧道设计器并点击确认,即可输出隧道内力。


7 选择输出实体隧道衬砌的内力


8 实体隧道衬砌的内力图(弯矩)

注意:由于在轴对称模型中使用输出实体单元结构内力时,程序无法考虑环向应力的影响,会得到不准确的内力结果,因此从2D AE版本开始,轴对称模型中该功能不再可用。


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