实干、实践、积累、思考、创新！ Tag: 结构工程博士 结构工程师 伪程序员 结构抗震 地震工程 超限设计 软件定制 环评减振 振动控制 减隔震 施工过程模拟 小品钢结构 有限元研发 参数化设计 大震弹塑性
实干、实践、积累、思考、创新。 新书《有限单元法 Python编程》即将出版！！这是一本介绍Python进行有限元编程的书籍。书本由我和团队成员沈雪龙、吴金诚、赵颖一起编写。这是继《PERFORM-3D原理与实例》、《有限单元法——编程与软件应用》、《结构地震反应分析——编程与软件应用》后，我们团队编写的第四本著作。对这本书感兴趣的朋友可以关注。 The new book “Finite Element Method Python Programming” is about to be published! This is a book that introduces Python for finite element programming. The book was …
实干、实践、积累、思考、创新。 最近做的某转换节点的几个不同方案尝试。 通过分析这些FEM，还是能加深对节点传力的理解。 截些图记录吧，忙起来，就用“图”的方式记录。 PS: 一个特别的感悟是，就是在YJK中设想的简化模型，可能与实际模型可能差别很大，得实体有限元分析一下，会更清晰。得具体实际分析。 相关博文( Related Topics) [01] [工具][软件][规范] 广东省标准《高层建筑混凝土结构设计规范》反应谱计算工具 [02] [结构力学][结构设计] 两端固支梁弯矩为0点距端部的距离 [03] [抗震][结构设计][规范] 非抗震设计情况下混凝土柱的“轴压比”可达多大？ [04] [结构设计][动力学] YJK中CQC振型组合地震力的复核 [05] [结构设计][楼梯] 混凝土楼梯施工图笔记 [06] [结构][设计][规范] 关于结构倾覆力矩计算公式的另一种理解 [07] [结构设计][规范] 结构整体倾覆力矩及抗倾覆力矩的计算——以YJK为例 …
实干、实践、积累、思考、创新。 当节点无限细化，本来就是没有扭转一说，一个无限小的点就只有平动，扭转、转角这些都是抽象为结构单元后才有的，是用一个点去表征实际上不是一个点受力行为及变形特征时候产生的。如我们平时说的弯曲、剪切等等这些变形特性，理论上都为结构行为，都是多个点按一定规律变形后的一个行为。一根梁或者板，本来是有体积的，当抽象为一个线和面时，厚度方向的尺寸就忽略了，为了描述这个厚度方向上的变形特性及行为，就引入了转角。 因此。当无限喜欢去看一根梁的时候，把这个梁再划分，再看里面也有点，这个点就没啥转动不转动而言了，里面的点只有3个平动自由度，但是这些所有的点的平动自由度组合起来就可以描述这根梁的弯曲变形。 实体单元本意是用来描述真实的体，因为节点只有平动自由度。 在动力分析中也有类似的概念，如扭转惯量。扭转惯量也是抽象后评估结构扭转惯性力矩用的，是多个节点质量按一定规律作用后形成的，当把结构划分足够细，那每一个点也不存在扭转惯量，只有3个方向的平动质量。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 最近研究舒适度，做些算例测算。对两端铰接、两端固接、一端固接一端铰接、悬臂等截面梁进行振型分析，获得各类梁的前三阶振型，并对振型向量进行最大位移值归一化，并利用归一化后的振型向量求解前3阶振型的振型质量。测试算例梁截面统一为，梁截面为200X200，梁长度为1000mm，沿梁长划分80个单元，振型的质量通过公式 \({M_n} = \int_0^L {m(x)\phi _n^2(x)dx} \) 进行计算。 1 简支梁 1.1 振型形状 一阶振型 二阶振型 三阶振型 1.2 振型质量 振型 节点质量 总质量 振型质量 振型质量/总质量 1 0.0009815 0.314 0.1570 0.500 2 0.0009815 …
实干、实践、积累、思考、创新。 测算YJK中墙的内力及应力结果。如下图 墙受面外荷载： 弯矩： 墙单元的弯矩： 墙的面外剪力 墙单元的剪力 3d内力图给出的是积分后整个截面的内力结果。等值线图中可给出的是有限元各点的内力、应力、配筋结果。也就是单位m的结果，需要积分才是整个截面的结果。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 方形钢板纯剪模拟，侧向施加均布剪切力线荷载。square plate under pure shear 第1阶 临界荷载系数：1.791E+003；沿45度方向屈曲。 第2阶 临界荷载系数：2.200E+003 沿45度方向，屈曲为2个半波。 第3阶 临界荷载系数：4.759E+003 第4阶 临界荷载系数：5.122E+003 第5阶 临界荷载系数：5.861E+003；沿受拉对角线方向屈曲。 第10阶 有限元解与弹性力学解对比： 有限元分析的一阶屈曲临界荷载结果为1.791E++003，与弹性力学解Ncr为1738.9接近。 Ncr = 9.34*π*π*E*t3/12/(1-v*v)/b/b = 9.34*π2*2.06*10e5*103/12/(1-0.3*0.3)/1000/1000 =1738.96 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 有侧移框架及无侧移框架是钢结构中常用的概念，有侧移及无侧移框架构件的计算长度取值不同。 有侧移框架柱，计算长度系数大于1.0，而无侧移框架柱计算长度系数在0.5~1.0之间，为啥 😆 ，仔细想想，其实从屈曲模态也可以看出来。 有侧移及无侧移框架的屈曲模态差别，有侧移框架失稳为反对称失稳，构件为双曲率屈曲，无侧移框架失稳为对称失稳，构件为单曲率屈曲。。。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 分析用Mdias Gen，正方形四边简支板，受侧向单位线荷载作用，进行屈曲分析。 第1阶 临界荷载系数：7.449E+002 X方向及Y方向均屈曲为1个半波，也即最容易失稳的模态。 第2阶 临界荷载系数：1.164E+003 X方向屈曲为2个半波及Y方向均屈曲为1个半波 第3阶 临界荷载系数：2.072E+003 X方向屈曲为3个半波及Y方向均屈曲为1个半波 第4阶 临界荷载系数：2.982E+003 X方向屈曲为2个半波及Y方向均屈曲为2个半波 第7阶 临界荷载系数：4.662E+003 X方向屈曲为1个半波及Y方向均屈曲为2个半波。 PS.第7阶才才轮到X方向屈曲为半个波形。 第10阶 一阶屈曲临界荷载弹性力学解为744.739与有限元分析结果7.449E+002一致。 验算如下： Ncr = Kπ2Et(t/b)2/12(1-v2) = 4 * 3.14159262*2.06*105*10*(10/1000)2/12/(1-0.32)=744.739 微信公众号 ( Wechat Subscription) …
实干、实践、积累、思考、创新。 用 PFSAP（ [有限元][编程][日记] PFSAP：平面框架弹性静力分析程序 ）做几个简单的平行弦桁架算例。 model displacement axial force reaction force model 2 vs model 3 model 1 vs model 4 刚度从大到小： 2 3 4 1，传力路径越小刚度越大。 方案2与方案3、方案1与方案4的斜腹杆拉压受力成反对称。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” …
实干、实践、积累、思考、创新。 墙用分层壳加塑性损伤模型模拟，分布筋配筋率从0.5%提高到1.0%，剪力墙混凝土受压损伤得到了些许改善。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新 编辑通知，《有限单元法——编程与软件应用》这本书 ( http://www.jdcui.com/?page_id=9731 ) 要再次印刷了，这次，加印1000本。 重印版本对之前版本个别排版错误进行了更正。同时更加开心的是，可以把封面改回来。 之前的封面因为一些原因，搞错了，封面顶部加了一条白色的横杠，新版封面可以改回来了。 关于《有限单元法——编程与软件应用》一书的详细信息，可以查看这个链接：http://www.jdcui.com/?page_id=9731 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 读者阅读《有限单元法: 编程与软件应用》（ [Book][书] 有限单元法：编程与软件应用 (The Finite Element Method: Programming and Application) ）一书提的问题，关于铁木辛柯梁的剪切刚度矩阵的问题，整理一下给有需要的人。 读者问题： 崔老师，您好，我最近在阅读您的新书《有限单元法：编程与软件应用》，在第5章Timoshenko梁单元中，有一点小问题，想向 您请教一下。 （1）P106关于剪切的刚度矩阵与P99理论推导的刚度矩阵不完全相同，例子中有一个fpa，且ks与前面理论不同，想请教一 下 这个例子Reduced integration是什么？ （2）我采用同样的例子，将刚度矩阵换成P99的刚度矩阵，发现结果和您的例子P106的计算结果不同，一直不太明白是为什 么。 我的节点标号和单元编号如下。 回答： （1） P99理论推导中，剪切刚度是用了完全积分。 （2）P106关于剪切的刚度矩阵，剪切刚度用了减缩积分( Reduced Integration)。主要是为了和ABAQUS的分析对比，因为abaqus 的单位是用了减缩积分。 （3）另外，fpa参数也是abaqus里面的修正参数，如下图所示。 …
目前市面上，关于FEM理论(有限元理论)及FEM编程的书有许多，关于FEM软件应用的书也有许多，但关于两者之间结合的书比较少，这是目前市面书籍的gap，也是很多有限元初学者学习过程中存在的gap，因此我们写作了本书。本书将FEM基础理论、编程、及软件应用结合起来，讲完FEM基础理论，然后编程，最后采用结构工程师常用的几个软件进行同一个案例的分析并将分析结果与编程结果进行对比，当看到自己编写的FEM代码与商业软件的计算结果5个小数点内重合时，理论、编程、应用之间的gap自然而然就消除了。这正是我们编书的初衷，也是作者本人学习FEM基础理论，学习软件所采用的思路及方法。
因此这不仅仅是一本讲FEM，讲FEM编程或者讲FEM软件应用的书，而背后更重要的是，讲述作者推荐的一种学习FEM，学习软件的方法及思考过程，并不是纯粹的编著或者某些已有书籍的翻版。对于结构工程师及其他FEM理论应用者，十分重要的一点是在理解FEM基础理论的情况下灵活地运用FEM软件于实际问题。因此作者认为该书对于有限单元法的初学者及应用FEM解决实际工程问题的工程师有一定的用处。商品时代，给客户多一点选择。
实干、实践、积累、思考、创新。 Steel Tower Collapse Analysis. 钢塔架倒塌分析。也算是midas2Abaqus软件的应用案例吧。 关于midas2Abaqus：http://www.jdcui.com/?page_id=10470 midas Gen midas2Abaqus Model abaqus Model Analysis Results PS. 接下来分享 UMAT, VUMAT 梁单元子程序开发的一些研究成果。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 Progressive Collapse Analysis of a Steel Frame in the presence of the earthquake loads by Abaqus . Abaqus地震荷载作用下钢框架地震的连续倒塌分析。一个midas2Abaqus软件的算例。 关于midas2Abaqus：http://www.jdcui.com/?page_id=10470 midas Gen Model midas2Abaqus Model Abaqus Model Abaqus Analysis Results …
实干、实践、积累、思考、创新。 Large Compressive Analysis of Rubber Belt by Abaqus . 橡胶带压缩大变形分析。一个midas2Abaqus软件的算例。 关于midas2Abaqus：http://www.jdcui.com/?page_id=10470 midas Gen midas2Abaqus Abaqus Model Abaqus Results PS. 接下来分享 UMAT, VUMAT 梁单元子程序开发的一些研究成果。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 A soft metal cylindrical box dynamic impacted by a hard steel block. 用一个硬的金属块冲击一个软的圆柱形金属箱。 一个 midas2Abaqus 简单测试算例。关于midas2Abaqus：http://www.jdcui.com/?page_id=10470 midas Gen Model midas2Abaqus Model Abaqus Model Abaqus Analysis Results 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
花了点时间，整理了一下 www.jdcui.com的软件笔记，并汇总到以下这个页面，有需要的小伙伴可以收藏一下，持续更新。链接：http://www.jdcui.com/?page_id=2850。Abauqs，Ansys,ETABS,SAP2000,MIDAS,YJK,PKPM,XTRACT,MATLAB,ATUOCAD,PERFORM-3D,OPENSEES,HYPERMESH
实干、实践、积累、思考、创新。 Tensile Test Analysis by Abaqus. Abaqus拉伸试验分析。也算是midas2Abaqus软件的应用案例吧。主要是测试程序。 关于midas2Abaqus：http://www.jdcui.com/?page_id=10470 midas Gen Model midas2Abaqus Model Abaqus Model Abaqus Analysis Results 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、坚实践、积累、思考、创新。 一个简单的静力非线性接触算例，两个钢片，上面的钢片往下发生位移，并与下面的钢片接触。采用midas2Abaqus辅助建模。 midas Gen Model midas2Abaqus Model Abaqus Model and Results Abaqus Results 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 模型（Model） 一个6层的小框架，不带楼板，梁截面H600X300X20X20，柱子箱型截面BOX 600X40。材料Q345。仅考虑结构本身自重。采用Abaqus做一个弹性时程分析，分析方法为直接积分。（PS. 请忽略结构合理性，仅用于测试。）模型的与博文 《[Midas][ETABS] 框架时程分析对比(ETABS vs. midas Gen)》的模型一致，图 1 为 midas Gen 中的模型显示结果。地震如 图 2 所示。 图 1 框架模型示意图 图 2 地震波示意图 Midas2Abaqus Model 为了进行Abaqus分析，采用 Midas2Abaqus 软件进行模型转换，Midas2Abaqus模型如下。在Midas2Abaqus补充设置相关的参数，如工况参数等，即可导出Abaqus INP 模型，用于后续的Abaqus分析。 Abaqus Model midas …
实干、实践、积累、思考、创新。 一道框架屈曲分析例题，例题来源《SAP2000技术指南及工程应用 上册》，例题如下图所示。 框架柱底铰接，柱顶作用竖直向下的集中荷载P。其中E=200GPa，L=6m，I=6.572×10-5m4。据此可以计算对称和反对称失稳的理论屈曲荷载。反对称失稳，屈曲荷载 P =2.104EI/L2=768kN，对称失稳，屈曲荷载P=14.66EI/L2=5353kN。即理想情况下，反对称失稳相对于对称失稳更加容易。原文给出了SAP2000的分析结果。以下分别采用 Midas Gen 及 Abaqus进行该例题的模拟计算。 Midas Gen Model Midas Gen Results （a）一阶屈曲模态（反对称失稳，屈曲因子：768.19，与理论计算结果吻合。) （b）二阶屈曲模态（对称失稳，屈曲因子：5352.72，与理论计算结果吻合。) （c）三阶屈曲模态（屈曲因子：6952.45) Midas2Abaqus Model 为了进行Abaqus分析，采用 Midas2Abaqus 软件进行模型转换，Midas2Abaqus模型如下。在Midas2Abaqus补充设置相关的参数，如工况参数等，即可导出Abaqus INP 模型，用于后续的Abaqus分析。 Abaqus Model Abaqus Results …
实干、实践、积累、思考、创新。 接着博文《[力学][有限元][FEM]Basics of Buckling Analysis [曲屈分析基础]》继续介绍经典材料力学或结构力学课本上介绍的压杆稳定问题。该部分内容也是 书本 《有限单元法：编程与软件应用》屈曲分析章节的部分内容节选。 11.5 屈曲分析3：压杆稳定 作为屈曲分析的补充，本节讨论一下压杆稳定问题。 图 11‑10 压杆支座情况 算例结构为一根等截面轴心受压直杆，直杆材料为钢管，钢管外径100mm，管厚5mm，高5m。一共考虑了5种约束情况，分别为：1.两端铰接；2.一端铰接、一端嵌固；3.两端嵌固；4.一端嵌固、一端滑动；5.一端嵌固、一端自由。针对每种约束情况，分别将压杆划分为1个、2个、5个、10个、20个梁单元，进行屈曲分析。 11.5.1 MATLAB代码与注释 本节以底端嵌固、上端自由、划分20个单元的情况为例，给出进行屈曲分析所需的主要代码。 % Pressed Bar Buckling Analysis % Author ： JiDong Cui（崔济东），Xuelong Shen（沈雪龙） % Website : …
实干、实践、积累、思考、创新。 今天是20181231,2018年的最后一天，希望新的一年会更好。
实干、实践、积累、思考、创新。 底部固支的H型钢悬臂柱，顶部竖直向下作用轴压力，分析构件的屈曲模态。为了考虑翼缘或腹板的局部屈曲，可采用壳单元进行建模。本例分别采用Midas Gen及Abaqus软件进行模拟。 Midas Gen Model Midas Gen Results （a）一阶屈曲模态（屈曲因子：8.24E+005)（绕工字钢的弱轴） （b）二阶屈曲模态（屈曲因子：1.976E+006）（绕工字钢的强轴） （c）三阶屈曲模态（屈曲因子：1.976E+006）（绕工字钢轴向扭转） Midas2Abaqus Model 为了进行Abaqus分析，采用Midas2Abaqus软件进行模型转换。 Abaqus Model Abaqus Results （a）一阶屈曲模态（屈曲因子：8.26583E+005)（绕工字钢的弱轴） （b）二阶屈曲模态（屈曲因子：1.98061E+006）（绕工字钢的强轴） （c）三阶屈曲模态（屈曲因子：1.976E+006）（绕工字钢轴向扭转） 由以上两个软件分析结果可知，Midas Gen及Abaqus的分析结果基本一致，一阶屈曲模态为绕工字钢的弱轴，二阶屈曲模态为绕工字钢的强轴，三阶屈曲模态为绕工字钢轴向的扭转屈曲。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
[01] Ground Motion Selection (选波) 服务
[02] 著:《PERFORM-3D原理与实例》
[03] 著:《有限单元法-编程与软件应用》
[04] 著:《结构地震反应分析-编程与软件应用》
[05] 著:《有限单元法 Python编程》
[06] 著:《结构地震动力响应Python编程》
[07] 著:《Grasshopper建筑结构参数化建模应用实例》
[08] 土木工程试验数据处理软件汇总
[09] 自编程序 [Software Box]
