问题描述:
PLAXIS 3D中可以直接绘制面对象,这些几何面对像将被赋予不同的功能,比如板单元、土工格栅单元、面荷载、面位移、面渗流边界条件等等。但是直接绘制的面对像往往是形状相对规则的多边形几何面,有时候需要创建一些不规则形状的面对像来模拟特殊的对象时,如何在软件中快速实现此类几何面对像的创建?
解答:
在PLAXIS 3D中有许多辅助建模工具,可以帮助用户快速实现不规则形状几何面对象的创建。
1. 创建面工具
一般来讲,最直接的绘制面对象工具是创建面工具,可以绘制任意形状的多边形平面对象,支持用户在绘图区用鼠标绘制,见图1所示,也支持用户在命令行输入surface命令来完成,如图2所示。
图1 使用创建面工具直接绘制面对像
图2 用surface命令创建面对象
如果需要对已经创建的面对象进行修改,还可以通过鼠标左键双击面对象来弹出该面对像顶点坐标列表窗口,这些顶点坐标全部可编辑,通过修改这些顶点坐标值,便可以实时修改面对像的形状和尺寸,见图3所示。
图3 面对像的修改
2. 形状设计器
如果所要创建的面对像包含曲线边界,比如创建圆形面,圆弧与直线组合边界的不规则面对象等,则可以使用形状设计器工具(注意与隧道设计器的区别)。假定需要模拟在某构件上面开圆形洞口,我们可以在创建该构件的基础上,再创建一个与洞口相同尺寸的圆形面(先用形状设计器创建圆形曲线,如图3,然后选中该曲线鼠标右键选择创建面菜单,如图5),然后将二者做交叉运算(选中两个对象鼠标右键选择交叉重组菜单),便可实现对构件开洞的建模,见图6所示。
图4 用形状设计器创建圆形曲线
图5 用封闭曲线创建面对象
图6 模拟构件开圆形洞口
再比如,要将某建筑物等效为面荷载进行模拟,如果建筑物平面形状为包含曲线边界的不规则形状,也可以使用上述方法来实现建筑物荷载的模拟,如图7所示。
图7 建筑物等效荷载的模拟
3. 分解为面对象
另一种快速创建多个复杂面对象的方法是将既有体积对象的表面分离出来。比如我们要为一个实体桩创建接触面单元,则首先要创建实体桩表面积对应的各个面对像,然后在其上添加接触单元。如果我们已经创建了代表实体桩的体积对象(比如圆柱体),则可通过选中该体积对象并在鼠标右键菜单中选择分解为面对象选项,便可迅速得到体积对象的所有表面对象,如图8所示。
图8 体积对象分解为面对象
4. 拉伸工具
当需要创建空间曲面对象时,比如某些地下工程的曲墙结构、矿山或基坑开挖的坡面等,我们可以组合使用形状设计器与拉伸工具来完成。利用形状设计器创建两条空间曲线,然后将其中一条曲线沿着另一条曲线拉伸(依次选中两条曲线并鼠标右键选择拉伸菜单),便可得到任意形状的空间曲面,如图9所示。
图9 用拉伸工具创建空间曲面
通过灵活的组合运用上述辅助建模工具,我们可以在PLAXIS
3D中创建出任意复杂的不规则形状几何面对像,以满足实际工程中复杂模拟的需求。