截面特性值計算器使用說明

截面特性值計算器的使用SPC是“截面特性值計算器—SectionalPropertyCalculator”GeneratePlaneTypePlane范圍自Generate里選擇LineType生成截抗扭剛度是根據(jù)剪力流(ShearFlow)計算的。圖1-(1)生成Plane截面的過 圖1-(2)生成Line截面的過※用的近似求解法有Ritz(或者Galerkin法)、Trefftz法，所有的近似求解都與實際結(jié)果多少有點誤差，其特征如下：JRitzJExactJTrefftz像SPC一樣利用有限元法近似地計算抗扭剛度時，通常使用Ritz法故其計算結(jié)果有可能比實際的抗扭剛度小。用戶可通對于Line形式的截面,如薄壁截面，線的厚度很薄時幾乎可以準確地計算其抗扭剛度。著線厚度的增加而變小，所以對于不是薄壁截面的閉合截面應(yīng)盡量避免使用Line的方在SPCmodel>closedloop>Register圖 將DXF文件中的截面形狀導(dǎo)入后，生成截面并進行排圖 輸出截面特性MIDAS/CivilGen]MCT[MGT]此時無法導(dǎo)出具體的截面形狀，而是按MIDAS/Civil[Gen]截面數(shù)據(jù)庫中的“數(shù)值”形式建立AutoCADDXFSPC里建立的截面形狀可以輸出DXF格式的文件。在截面的形心出截面抵抗拒(SectionModulus:Z=I/c)。SPC的建模窗口為x-y平面,構(gòu)件的縱向為z軸。由SPC輸出的MIDAS/Civil(Gen)的操作環(huán)圖4SPCSPC所提供的各種工具條可以通過Tools>Customize來設(shè)定是否顯示,并利用鼠標的拖放功能圖圖 設(shè)定工具條 設(shè)定單位體系、顯示/隱藏模型信息、設(shè)定顏色等可在工具條里點擊(Setting)，或者Tools>Setting圖圖 框Unit在這里指定單位體系。如果更改單位體系，會出現(xiàn)如下的框,如點擊“是(Y)”，所Name:Material:Width:ID:在操作窗口中顯示線的ID:在操作窗口中顯示點的ClosedDisplay:ID:在操作窗口中顯示封閉曲線的CoordinateDisplay:在操作窗口中顯示當前坐標系的坐標軸圖 聯(lián)合截面的各部分輸出的材料信SelectedEntity:指定被選擇的顏色Background:ClosedNormal:Width:CalculatedNormal:·對進行選擇或解除選擇[Ctrl]鍵逐個點擊對全部或部分會被選擇。如若再次點擊已被選中的，則其將被解除選擇。·Previous選擇之前選過的·er選擇建立的Select選擇在組中指定的組所包含的。點擊SelectGroup圖標對其激活后，在組目錄中選擇所要指定的組，其所包含的皆被選中。在使用SPC選擇功能時，即使通過窗口選擇全部，也將根據(jù)當前所調(diào)出令(如修改線寬)，也只有能適用該命令的才能被選中。在當前沒有調(diào)出任何菜單時可以對全部的進行選擇。SPC還提供可根據(jù)點、線、面各種不同的條件來選擇的Pick功能操作例題<8>首先，點擊工具條的(Setting)圖標在General里將單位設(shè)定為kgf、mm，取消Display里的CoordinateAxis的Display選項，然后點擊工具條的(ZoomAuto-Fit)圖標，使模型在整個建例題的截面大小為125×250，以點擊工具里的(GridSetting)圖標，將GridSize設(shè)為10調(diào)出Model>Curve>Creaine菜單，在生成直線框(參見圖9)里的Point1處輸入–3.75,0,選擇Dx,Dy選項，輸入0,75之后點擊Apply按鈕。調(diào)出Model>Point>Translate菜單，如<圖10-(2)>所示，選擇面所生成的線的上部端點作為點，在<圖10-(1)>的移動框的Mode中選擇Copy,在DeltaX,Y的Dx輸入欄里輸0、Dy37.5CopyOptionConnectbyLineApply按鈕。則該點將被，并連接生成的點和被點成直線。圖10-(1)移 點 圖10-(2)移動指定的圖9建立直 和Alignment)功能。構(gòu)成Line截面的線必須有厚度，而構(gòu)成Plane截面的線不需要有厚度圖9建立直 繼續(xù)利用點的移動功能生成截面形狀點擊工具條的 erSelection)圖標選擇前面通過移 生成的點，在<圖10-的移動框中的DeltaX,Y的Dx欄輸入- Dy欄輸入0之后點擊Apply按鈕點擊工具條的( erSelection)圖標選擇 建立的點,在<圖10-(1)>的點移動框里的DeltaX,Y的Dx欄輸入0, Dy欄輸入12.5之后點擊Apply按鈕。用同樣的方法選擇建立的點之后,在<圖10-(1)>的點移動框里的DeltaX,Y的Dx欄輸入62.5, Dy欄輸入0后點擊Apply按鈕就會生成像<圖11>一樣的輪廓線。12-(1)框圖12-(2)12-(1)框圖12-(2)移 完的通過將<圖11>所示的線向左側(cè)來完成需要加厚的部分調(diào)出Model>Curve>Translate菜單,選擇<圖11><圖12-(1)>所示的線移定CopyOption里的ConnectEndsbyLine選項之后點擊Apply按鈕。如<圖12-(2)>所示，將選定的線通過移動生成新的線，然后將兩線的末端用直線連接。 中的DeleteCurve,然后選擇<圖12-(2)>中所示的直線點擊Apply按鈕?，F(xiàn)已建立1/4的對稱部分，通過對稱完成整個截面形狀。 中選擇MirrorCurve。通過窗口選擇選定全部的線，在<圖13-(1)>所示的線對稱框里選擇Mode里的Copy,將對稱的基準線設(shè)定為y軸(AboutY-axis,0)，然后點擊Apply按鈕。通過窗口選擇全部的線之后，如<圖13-(2)>所示將對稱的基準線設(shè)定為x軸(AboutX-axis,0)，然后點擊Apply按鈕。經(jīng)過兩次對稱，如<圖13-(3)>所示建立了全部的截面形狀圖圖13-(1)框圖13-(2)框13-(3)Model>Section>Generate菜單，通過建立的輪廓線生成Plane圖14-(1)生成截面的 圖14- 截面的框中選擇Type里的Plane,在Name里輸入Plane-I為了在生成截面的同時計算截面特性需選擇CalculatePropertiesNow，然后點擊Apply按鈕。如<圖14-(2)>所示在Plane截面里程計算截面特性值框中的輸入、選擇功能如下截面的形式,指定面(Plane)或線(Line)輸入截面的名稱?？稍赗edefineSection指定截面的位置。在橋梁中經(jīng)常使用大量的截面，此時可通過ArrangeSection,PickSection等功能對各截面進行排列、搜索?？稍赗edefineSection里重新指定。 SectionRedefineSectionCalculateProperties生成截面時直接計算特性值比較方便。通過調(diào)出Property>Calculate菜單也可計算截 面的相對坐標。SPC為了讓用戶可以快速的查詢形心的位置，對于已計算了特征值的截面在形心處生成點。調(diào)出Model>Point>Query菜單，可以方便的查詢所要查詢的位置到形心的距離。例如要計算從左側(cè)下端到形心的距離就可以利用QueryPoint功能先選擇左下查詢截面的各特性時可點擊工具條里的(PropertyList)圖標，在截面特性框里以調(diào)出QuerySection菜單確認通過信息窗口輸出的截面特性。圖15- 截面特性計算結(jié) 圖15- 顯示截面特現(xiàn)在用Line截面建立同樣的截面首先點擊工具條里的(Select)圖標，選擇已完成的Plane截面Plane-I后，點擊工具里為了生成線須調(diào)出Model>Curve>Creaine菜單為了建立上端的翼緣部分，在<圖16>的生成直線框里的Point1欄里輸入–62.5,112.5。點擊Dx,Dy選項輸入125,0。 選擇Left，點擊Apply按鈕。Width菜單里可以指定線的寬度和對齊位置。菜 生成直線 圖16- 隨畫線的方向而施加的寬度加寬方為了繼續(xù)畫構(gòu)成腹板的線，在<圖16-(1)>生成線的框的Point1欄輸入0,112.5，Dx,Dy欄然后點擊Apply按鈕。然后畫左側(cè)需加厚的的線。在生成線的框Point1欄輸入-3.75,75,Dx,Dy欄輸入0,150，線寬度Width輸入10AlignmentRightApply按鈕<圖17>畫完的三條 圖18- 鏡像 圖18-(2)鏡像將<圖17>的L1和L2分別以y軸和x軸對稱建立整個圖形。在 菜單里選擇MirrorCurve。首先選擇線L1在<圖18-(1)>的鏡像框里Mode選擇Copy,將鏡像的基準線是否設(shè)定為y軸(AboutY-axis,0)后點擊Apply按鈕。0)之后點擊Apply按鈕。圖19-(1)變換寬度前的情 圖19-(2)變換線寬度 圖19-(3)變換寬度后的情點擊命令ChangeWidth，選擇通過鏡像生成的兩條線。在<圖19-(2)>的線的寬度變換框里點擊Alignment，選擇LeftRight，點擊Apply按鈕。最后完成的截面形狀如<19-(3)>現(xiàn)在調(diào)出Model>Section>Generate菜單，將建立的以線形式表示的圖形生成Line為了生成截面需選擇決定截面形狀的線，這里通過窗口選擇來選擇剛剛建立的所有的線。在<圖20-(1)>的生成截面的框里將Type選定為Line,Name欄輸入Line-I。為了在生成截面的同時計算截面特性值，需選擇CalculatePropertiesNow，然后點擊Apply按鈕。Line圖圖20-(1)生成截 圖20- Line截點擊工具條里的(ActivateAll)圖標，然后激活全部的截面由于生成的兩個截面Plane-I和Line-I是在同一位置，所以在模型窗口中顯現(xiàn)。為了排列兩截面可調(diào)出Model>Section>Arrange菜單。圖圖21-(1)排列截 圖21- 并列排列的截在<圖21-(1)>的排列截面框按生成(Creation)順序排列，Row欄輸入1后點擊Apply按鈕。其可以精確地計算抗扭剛度。點擊工具條里的(ExportProperty)，會出現(xiàn)如<圖22>所示的輸出截面特 框圖22輸出截面特性()，會出現(xiàn)保存文件的文件夾和文件名的 后點擊輸出截面特性框的Apply按鈕即可。只輸出特定截面的特性時可使用ExportSection功能，只輸出特定截面組的截面時可使用ExportGroup功能。將截面形狀以AutoCADDXF文件形式輸出時可使用File>Export>AutoCADDXF功能。操作例題圖 例題聯(lián)合截-“MechanicsofMaterials”(GereandTimoshenko,3Ed.),“5.11CompositeBeams”,Example2計算如<23>首先點擊工具條的(Setting)圖標在General里將單位設(shè)定為kgf、mm,取消Display里的CoordinateAxis的Display選項。然后點擊工具的(ZoomAuto-Fit)圖標，使整個建模的過程中都可以按比例自動對齊。點擊工具條里的(GridSetting)圖標，將GridSize設(shè)為10。Model>Curve>Create>Rectangle圖24- 生成矩 圖24- 生成矩 如<圖24-(1)>所示，在生成矩形框里的Point1欄內(nèi)輸入0,0,Dx,Dy欄里輸入100,150后點擊Apply按鈕。DxDy100,12后點擊Apply按鈕。(圖24-2）調(diào)出Model>Section>Generate圖圖25-(1)生成截 25-(2)通過窗口選擇選擇全部的線在<圖25-(1)>的生成截面框里選擇Type的Plane,在Name欄里輸入Composite-Sect。生成截面后，因為還沒有指定各部分的材料，所以關(guān)閉CalculatePropertiesNow選項，只生成截面。點擊Apply按鈕會出現(xiàn)<圖25-(2)>所示的畫面。為了定義各部分的材料需 菜單里選擇AssignMaterial圖 定義材 框,在此點擊Add按鈕，如<圖27>所示添加兩種新的材料圖 添加材料數(shù) 圖 材下面就可以在定義材料框中定義各部分的材料了 里的“1:Material-1”,在模型窗口中選擇Part1之后點擊Apply按鈕用同樣的方法指定Part2的“2:Material-2”材料。料視為基準材料。如欲把其它的材料作為基準材料，在定義材料時選擇SetasBaseMaterial選項即可。欲刪除截面內(nèi)已定義的材料只需選擇材料里的None。為了計算聯(lián)合截面的特性需點擊工具條里的(CalculateProperty)選擇要進行截面計算的聯(lián)合截面Composite-Sect,在<圖29>的截面特性計算框直接點Apply<圖29>截面特性

截面特性計算框里的功能選項如下MeshMeshPauseafterEach點擊工具條里的(PropertyList)圖標查看所生成的截面特性值<<30>框在如<圖30>所示的截面特性框里對于聯(lián)合截面BaseMaterial欄會輸出換算截面的基作為邊框。而且對于聯(lián)合截面在的左下端有“Composite”標志。操作例題圖 箱型橋梁的截面（例因<31>所示的橋梁截面的厚度非常薄，故用Line首先，點擊工具條里的(Setting)圖標在General里將單位設(shè)定為kgf、m,取消Display里的CoordinateAxis的Display選項。然后，點擊工具條里的(ZoomAuto-Fit)圖標，使操作窗口在整個建模的過程中都可以按比例自動對齊點擊工具條里里的(GridSetting)圖標將GridSize設(shè)為0.5。調(diào)出調(diào)出 ine菜單圖32生成直 圖 點移框在<圖32>的生成直線框的Point1欄輸入0,0,在Dx,Dy中輸入–3.2,0。在寬度輸入0.022,線寬度的對齊位置Alignment選擇CenterApply按鈕。將生成的線的左側(cè)點進行移動生成直線。Model>Point>Translate利用移動選擇線的左側(cè)端點,在<圖33>的點移動框里Mode選擇Copy,DeltaX,Y的Dx欄輸入–3.6,Dy欄輸入0。然后選擇CopyOption的ConnectbyLine選項，寬度Width欄輸入0.022, Alignment選擇Center后點擊Apply按鈕。利用工具條(SelectPrevious)重新選擇前次選擇的點，在<圖33>的點移動框里DeltaX,Y的Dx欄輸入0,Dy欄輸入–3.1。在CopyOption的Width欄輸入0.012,Alignment選擇Center后點擊Apply按鈕。利用工具條( erSelection)選擇剛剛移動 生成的點,在<圖33>的點移動 話框里DeltaX,Y的Dx欄輸入3.2,Dy欄輸入0。在CopyOption的Width欄輸入0.018,Alignment選擇Center后點擊Apply按鈕。341/2圖 線對框通過對1/2部分進行鏡像完成整個形狀。調(diào)出Model>Curve>Mirror菜單。用窗口選擇全部的線在<圖35>的線鏡像框里Mode選擇Copy,將鏡像的基準線置為y軸(AboutY-axis0)Apply圖36<圖36>中所標記的線構(gòu)成了一個封閉曲線(ClosedLoop)。在Line截面里存在封閉曲線時,為了準確 菜單里的RegisterClosedLoop,在選擇<圖36>所示的線之后點擊Apply按鈕，所選擇的Model>Section>Generate菜單，將生成的線以Line首先通過窗口選擇選擇所有的線，在截面生成的框里選擇Type里的Line,Name欄輸入SB-Sect，選擇CalculatePropertiesNow選項，然后點擊Apply按鈕。點擊工具條里的(PropertyList)圖標，查看生成的截面特性值動生成適當?shù)木W(wǎng)格。雖然在截面特性計算框里的MeshSize可以直接指定網(wǎng)格的大小，但是這樣會增多網(wǎng)格的個數(shù)。所以像此例題一樣，截面厚度特別小時最好使用Line截面計其它注意事欲將AutoCADDXF文件正常的導(dǎo)入（Import），DXF的截面必須是在x-y平面內(nèi)，也就是由多個部分構(gòu)成的Plane截面，程序默認將設(shè)為非使用區(qū)域(參見下圖)。這時可利用Model>Section>ChangeState功能將默認的非使用范圍設(shè)定為使用領(lǐng)域調(diào)出此如不使用則點擊鼠標右鍵(RB)E