问题描述:
对上图所示的实体模型通过截面切割输出某标高处的水平截面内力。但是,基于对象组定义的截面切割与直接绘制的截面切割,两种方法得到的内力值却相差较大。具体如下:
根据《基于对象组的截面切割》中给出的建议准确地选择单元和节点。截面内力值(zzg)如下所示,除 F3 外的其余内力值均为零。
根据《绘制截面切割:切割面位置》和《绘制截面切割:2D视图 vs 3D视图》中给出的建议绘制截面切割,完全排除与切割面位置和当前视图有关的错误操作。截面内力值如下所示,理应与上表中 F3 相等的 FZ,其数值存在微小差异(-9879.447
vs -10044.15)。另外,上表中的五个零(E-11及更小的数量级)内力分量在下图中也并不等于零。
请问,对于以上两种方法得到的截面内力值,哪个结果正确呢?二者出现差异的原因又是什么?
解答:
从理论上讲,由于在模型中施加的荷载只包含竖直方向的自重荷载和表面压力荷载,故上述截面应只存在非零的竖向内力值。基于此,方法 1 的结果正确,方法 2 的结果错误。方法 2 出错的原因在于:切割面未能贯穿整个模型!从上图中可以看出,沿 X 方向的切割面范围恰好位于整个模型的左右边界(即:0m 和 19.41m)。不过,程序内部在保存节点坐标时往往会使用精度更高的浮点数,如:0.001m 或 19.412m 等等。这样,程序在统计截面上的节点力时可能会出现遗漏或重复,进而导致截面内力的统计错误。
因此,在绘制截面切割时用户需要适当扩展切割面的范围,使其完全贯穿整个计算模型。如下所示,沿 X 方向的切割面范围超出模型边界(即:-1m 和 20m),基于此统计的截面内力与方法 1 完全一致。