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自动边约束与截面切割
创建者:王龙,编辑者:张志国,最近更新:2019/04/01 17:36:30

问题描述:

       如下所示,在 SAP2000 中分别采用定义和绘制截面切割两种方式输出截面内力,但二者差异较大。请问,导致该差异的原因是什么?如何消除该差异呢?


解答:

       通过查看分析模型及面对象信息可以发现,模型正面与侧面的壳单元在交界处存在自动边约束,且二者的网格不匹配。如下图中黄色圆圈所示。对于自动边约束,SAP2000 以位移插值的方式处理交界处的位移场,强制协调的位移场导致单元节点力以及截面切割的内力输出出现错误,故上述两种方法输出的截面内力存在较大差异。

       为了避免上述问题,建议用户修改交界处的网格剖分选项,保证相邻单元 。具体操作如下所示,先选择左侧的面对象和两个节点,然后指定面对象的自动剖分选项。

       采用上述方法处理后,定义和绘制截面切割即可输出完全相同的结果,如下所示。

       最后需要强调的是,自动边约束可以摆脱“相邻面对象在交界处必须采用共节点的方式来满足位移连续”的限制,用户也可以基于几何对象创建计算模型,无需为繁琐的网格剖分耗费时间和精力。但是,自动边约束仅仅满足交界处节点的位移连续条件,其附近的应力场仍然存在一定的计算误差。

       因此,在用户关注的高应力梯度(即应力变化较大)的区域,应尽量避免指定自动边约束。此时,充分利用几何分割和自动剖分选项,保证相邻面对象在交界处满足共节点的要求,即可得到精确的理想的连续应力场。


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