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能量图中各分量含义
创建者:吴文博,编辑者:吴文博,最近更新:2018/03/26 11:07:05

问题描述:

能量图中各种能量类型代表什么?

解答:

用户在完成非线性时程分析、非线性静力分析或阶段施工分析后,可以通过【显示>累积能量分量】命令查看能量图。

1 能量图

能量图中各能量分量解读如下:

  • 输入Input这是外部输入到结构中的能量,这包括:

      • 弯矩、压力、自重和相似的荷载

      • 地面加速度

      • 地面位移

      • 构件应变和位移,包括温度和时间相关的应变

      • P-delta效应,比如考虑P-delta非线性时竖向荷载在侧向位移上所做的功

  • 势能Potential这是由于结构弹性应变引起的能量,当荷载移除后,可以被恢复。

  • 动能Kinetic。这是由于结构运动引起的能量。在静力分析中,动能为零。

  • 非线性粘滞阻尼Nonlinear Viscous Damping这代表了速度阻尼器所耗散的粘滞阻尼能。非线性粘滞阻尼在非线性静力和施工顺序荷载工况中是不会变化的。下列连接类型单元可以在时程工况中生成非线性粘滞阻尼:

      • 线性阻尼属性

      • 阻尼器—指数型

      • 阻尼器—双线性

      • 三摩擦摆隔震器(仅轴向自由度)

  • 非线性滞回阻尼Nonlinear Hysteretic Damping。这代表基于位移型阻尼器及材料塑性变形(包括铰)所耗散的滞回能。在非线性静力、施工顺序和时程工况中下列单元可以生成非线性滞回阻尼:

      • 具有下述属性类型的连接单元:

        • 摩擦弹簧阻尼器

        • 多段线性塑性

        • 塑性(Wen

        • 橡胶隔震器

        • 三摩擦摆隔震器(剪切自由度)

      • 所有类型的框架非线性铰

      • 具有非线性材料属性的分层壳单元

  • 整体阻尼Global Damping这代表了结构作为整体的能量耗散。对于模态叠加时程荷载工况,这包含了指定给荷载工况的模态阻尼,以及有可能指定给材料的模态阻尼;对于非线性直接积分时程荷载工况,这包含了定给荷载工况的刚度质量比例阻尼,以及可能指定给材料的这种阻尼。整体阻尼为粘滞性的(与速度相关),在非线性静力和施工顺序荷载工况中不会改变。

  • 误差Error势能、动能和三种阻尼能之和期望等于输入能量,能量误差就是输入能量与这个和值的差值。误差不为零的原因包括:

      • 由于P-delta或大位移几何非线性采用了大步长导致的离散误差。可以用更小的步长重新运行荷载工况来检查

      • 截断误差存在数值敏感或者是病态系统。

      • 由于后面的局限没有包括的能量,比如某些类型的应变加载。

另外若时间积分算法中引入了“算法阻尼”,如威尔逊θ法中的θ值,HHT方法中的α值等等,也会导致能量误差。


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