问题描述:
如图 1 所示,采用常规连接单元的并联形式可以实现新的力学性能,但是如何提取并联装置的【轴力 - 变形】曲线呢?
图 1. 连接单元并联
解答:
并联的连接单元 MLE(多段线弹性)和 MLP(多段线塑性)共用 i 节点和 j 节点,轴向变形保持一致,但轴向出力不同。轴力的大小与连接单元自身的刚度及变形有关,所以并联装置的轴力为两个并联连接单元的轴力之和。以图 2 的模型为例,施加节点位移荷载,下面描述并联装置的轴力和变形的两种提取方式。
图 2. SAP2000 模型
方式一,步骤如下:
1. 在绘图函数中绘制连接单元 MLE 和 MLP 的轴力曲线并导出 txt 文本,在 Excel 中统计两个连接单元的轴力之和,作为【轴力-变形】曲线的纵坐标。
图 3. 轴力曲线
2. 在绘图函数中绘制连接单元 MLE 或 MLP 的轴向变形曲线并导出 txt 文本,作为【轴力-变形】曲线的横坐标。
图 4. 轴向变形曲线
3. 在 Excel 表格中绘制并联装置的【轴力 - 变形】曲线,如图 5 所示。
图 5. 轴力-变形曲线
方式二,步骤如下:
1. 额外串联一个刚性杆 Rigid link,如图 6 所示。刚性杆 Rigid link 的轴力等于 MLE 和 MLP 的轴力之和,此处采用线性连接单元 Linear 并指定相对较大的刚度值模拟刚性杆 Rigid
link。
图 6. SAP2000 模型(串联 Rigid link)
2. 将 Rigid link 的轴力作为纵坐标,MLE 或 MLP 的轴向变形作为横坐标。
3. 绘制并联装置的【轴力 - 变形】曲线,如下所示。