# 2.4: 运算器速览
## 使用授权信息 (License)
| | | |
| ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | -------------------- | ------------------------ |
|  | **使用授权信息 (License)** | 反馈程序版本及使用授权信息，可用于管理授权文件。 |
## 参数 (Params)
Karamba3D引入了七个用于定义结构模型和相应容器的新类别参数：
| | | |
| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ---------------------- | -------------- |
|  | **断面 (Cross-section)** | 包含断面对象的容器 |
|  | **元素 (Element)** | 有限元容器 |
|  | **元素集 (Element Set)** | 包含有序元素集合构件组的容器 |
|  | **连接 (Joint)** | 包含构件之间连接条件的容器 |
|  | **荷载 (Load)** | 包含荷载目标的容器 |
|  | **材料 (Material)** | 材料容器 |
|  | **模型 (Model)** | 模型容器 |
|  | **支撑件 (Support)** | 支撑件容器 |
## **模型 (**Model)
该子目录包含用于构建模型的运算器，用于将几何形体转换为有限元，以及定义支撑条件。
| | | |
| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------------- |
|  | 构建模型
(Assemble Model)
| 通过构建给定的实体（点、梁、壳体、支撑件、荷载、断面、材料等.）来创建有限元模型。 |
|  | 分解模型
(Disassemble Model)
| 将模型分解成模型组件。 |
|  | **编辑模型** (**Modify Model)** | 更改节点位置。 |
|  | 连接件
(Connected Parts)
| 反馈模型互连线集合。 |
|  | 激活元素
(Activate Element)
| 根据激活列表激活模型元素。对不活跃元素则使用柔性终止的方法。 |
|  | **由线到梁** (**Line to Beam)** | 依据给定的线创建具有默认属性的梁。默认情况下，在公共点相交的线彼此连接牢固。Karamba 假定输入以米或英尺为单位。 |
|  | **与梁的连接** (**Connectivity to Beam)** | 依据给定的连接图解创建具有默认属性的梁。 |
|  | 由索引到梁
(Index to Beam)
| 依据给定的节点索引创建具有默认属性的梁。 |
|  | 网格到外壳
(Mesh to Shell)
| 依据给定网格创建具有默认属性的外壳。四边形面被分割为三角形。 |
|  | **编辑元素** (**Modify Element)** | 用于编辑元素的多元运算器。直接在元素上工作或作为独立代理间接工作： |
|  | | 仅用于编辑梁。 |
|  | | 仅用于编辑壳体。 |
|  | **点质量** (**Point-Mass)** | 将点质量附加到给定索引或位置的节点上。不会导致额外的重量，只会导致平移惯性。 |
|  | 分解构件
(Disassemble Element)
| 将构件分解成其组件。 |
|  | 创建梁的集合
(Make Beam-Set) 🔷
| 依据梁的标识符将指定的梁归为一组。 |
|  | 定位元素
(Orientate Elem)
| 将构件分解成其组件。 |
|  | | 依据给定的矢量设置梁的局部Z轴，并绕纵轴添加旋转角度DAlpha \[deg]。依据给定的x向量翻转梁的方向。 |
|  | | 使用全局坐标设置局部X轴和Z轴方向。 |
|  | 选择元素
(Select Element)
| 依据给定的标识符选择梁，并将所有梁分为两组：选定或未选定。 标识符可以是元素索引、名称抑或是正则表达式。 |
|  | **支撑件 (Support)** | 在给定节点索引或节点坐标上创建支撑件。允许用户选择为零的平移/旋转以及相对于全局坐标系的支撑方向。 |
## 荷载 (Load)
该子目录中的运算器允许用户定义、控制影响结构的外部动作。
| | | |
| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------------- |
|  | **荷载 (Loads)** | 用于定义荷载的多元运算器： |
|  | | 依据给定的默认荷载工况，从指定的方向向量创建重力。 |
|  | | 在给定索引或位置的节点处创建点荷载。 |
|  | | 定义在法向力N II作用下梁的缺陷。 |
|  | - 初始应变荷载
(Initial Strain-Load)
| 设置梁的初始轴向应变。 |
|  | | 基于初始温度，在结构构件上施加温度差以检验其温度荷载。 |
|  | - 构件上的线荷载 (Line-Load on Element)
| 在梁上创建均匀分布的荷载。 |
|  | | 依据网格表面常量荷载创建近似等效的点荷载和线荷载。恒定表面荷载由一个矢量定义。 |
|  | | 依据网格可变表面荷载创建近似等效的点荷载和线荷载。每个网格面的可变表面荷载由一个矢量定义。当网格面数量超过荷载矢量时采用最长列表原则。 |
|  | 分解网格荷载
(Disassemble Mesh Load)
| 将网格荷载分为相应的线荷载和点荷载。 |
|  | 规定位移
(Prescribed Displacement)
| 规定给定节点索引或节点坐标的位移。选择应予以规定的平移或旋转。对于没有规定位移的荷载工况，创建支撑件。 |
## 断面 (Cross Section)
| | | |
| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------- | --------------------------------------------------------------- |
|  | **断面 (Cross Sections)** | 用于创建断面的多元运算器： |
|  | | 创建矩形、梯形和三角形空心断面。 |
|  | - 圆形空心断面
(Circular Hollow Profile)
| 创建圆形空心断面。 |
|  | | 创建工字断面。 |
|  | | 可用于设置断面为常量的壳体高度及材料。 |
|  | | 可用于设置断面为变量的壳体高度及材料。 |
|  | - 标准衡量钢筋混凝土断面
(ShellRC Std Const)
| 标准钢筋混凝土断面由四层正交钢筋组成。该运算器允许限定壳体中恒定的断面 。 |
|  | - 标准变量钢筋混凝土断面
(ShellRC Std Var)
| 同上，允许用户为每个壳体表面分别设置钢筋混凝土断面属性。 |
|  | - 弹性元件断面
(Spring-Cross Section)
| 定义构件的弹性刚度。 |
|  | | 创建填充的矩形、梯形和三角形断面。 |
|  | **分解断面** (**Disassemble Cross Section)** 🔷 | 检索断面的属性。 |
|  | **梁连接件** (**Beam-Joint Agent)** 🔷 | 在模型中蜿蜒，并根据几何关系将节点添加到梁中。这是一种断面类型。 |
|  | **梁-铰链 (Beam-Joints) 🔷** | 在梁的端点处添加铰链。这是一种断面类型。 |
|  | **梁上偏心率** (**Eccentricity on Beam)** 🔷 | 在全局坐标系中设置断面相对于元素轴的偏心率。 |
|  | **断面的偏心率** (**Eccentricity on Cross Section)** 🔷 | 在局部梁坐标系中设置断面相对于元素轴的偏心率。 |
|  | 编辑断面
(Modify Cross Section) 🔷
| 用于编辑断面的多元运算器。可直接在断面上工作或作为独立代理间接工作： |
|  | - 编辑梁断面（默认）(Modify Beam Cross Section) 🔷
| 仅编辑梁断面。 |
|  | - 编辑壳体断面 (Modify Shell Cross Section) 🔷
| 仅编辑壳体断面。 |
|  | **断面范围选择器** (**Cross Section Range Selector)** | 用户可依据原产国、形状、系列、最大深度或最大宽度选择断面。 |
|  | 断面匹配器
(Cross Section Matcher)
| 反馈给定列表，在列表提供的断面中选择最为合适的断面进行匹配。在所有机械性能方面均相等、抑或更好的情况下，匹配断面的重量为最小。 |
|  | 断面选择器
(Cross Section Selector)
| 用户可以在断面列表中按名称、正则表达式或索引选择断面。 |
|  | **生成断面信息列表** (**Generate Cross Section Table)** | 将断面列表转换为字符串，可将其作为csv文件进行传输并用作断面信息列表。 |
|  | **从文件读取断面信息列表** (**Read Cross Section Table from File)** | 从csv文件读取断面数据。 |
## 材料 (**Material)**
| | | |
| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------- | ---------------------------- |
|  | **材料属性** (**Material Properties)** | 设置各向同性或正交异性材料的特征参数。 |
|  | **材料选择** (**Material Selection)** | 允许用户从材料列表中按名称、正则表达式抑或索引选择材料。 |
|  | 从文件中读取材料列表
(Read Material Table from File)
| 从给出的csv格式中读取材料列表。 |
|  | 解构材料
(Disassemble Material) 🔷
| 输出材料的物理属性。 |
## 算法 **Algorithms**
| | | |
| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------------- |
|  | **分析原理** (**Analyze)** | 使用一阶理论计算给定模型的挠度。 |
|  | **分析原理**II (**AnalyzeThII)** 🔷 | 计算给定模型的挠度，包括轴向力或平面力的影响。 |
|  | 分析非线性WIP
(Analyze Nonlinear WIP)
| 该运算器可处理较大的变形计算 (Working in Process) 。属进程中的运算工作：在今后的版本中，收敛的速度将会有所提高。目前，该功能比较适用于梁的计算，但也可以处理壳体结构。 |
|  | **较大变形分析** (**Large Deformation Analysis)** | 对荷载工况为零的荷载进行增量几何非线性分析。仅反馈位移，无截面力应力。 |
|  | **屈曲模式** (**Buckling Modes)** 🔷 | 计算在法向力N II下给定模型的屈曲模式和屈曲载荷系数。 |
|  | **本征模** (**Eigen Modes)** | 根据特殊特征值问题计算给定模型的本征模。 |
|  | **自然振动** (**Natural Vibrations)** | 计算给定模型的自然振动。 |
|  | **优化断面** (**Optimize Cross Section)** 🔷 | 反复选择梁、桁架和壳体的最佳断面。 |
|  | 梁的双向渐进结构优化
(BESO for Beams)
| 通过使用双向渐进结构优化来优化结构中梁的拓扑。 |
|  | 壳体的双向渐进结构优化
(BESO for Shells)
| 借助双向渐进结构优化来优化结构中壳体的拓扑。 |
|  | **优化补强加固 (Optimize Reinforcement) 🔷** | 执行壳体的补强加固设计。该功能使用线性弹性断面力和零拉伸混凝土强度假设来确定补强加固量。 |
|  | **拉力/压力消除器 (Tension/Compression Eliminator) 🔷** | 在轴向拉伸或压力下去除梁或桁架。默认情况下，压力构件将被自动删除。 |
## 结果 (Results)
| | | |
| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
|  | **模型视图** (**Model View)** | 允许用户检查模型的常规属性。 |
|  | 变形能量
(Deformation-Energy)
| 获取模型元素的变形能量。 |
|  | 节点位移
(Nodal Displacements)
| 反馈节点位移：在全局坐标系中x、y和z方向的平移/旋转；绕全局坐标系的x轴、y轴和z轴旋转。 |
|  | **主应变近似值** (**Principal Strains Approximation)** | 从任意点的模型变形估算主应变方向近似值。 |
|  | 反作用力
(Reaction Forces) 🔷
| 反馈支撑处的反作用力和力矩。 |
|  | **元件利用率** (**Utilization of Elements)** 🔷 | 反馈元件利用率的多元运算器。“1”表示利用率为100％： |
|  | - 梁的利用率（默认）(Utilization of Beams) 🔷
| 梁的利用率是根据EC3计算的（参阅第[A.4](https://manual-1-3.karamba3d.com/chinese_1_3_3/appendix/a.4-background-information/a.4.6-approach-used-for-cross-section-optimization)节）。 |
|  | - 壳体利用率
(Utilization of Shells) 🔷
| 反馈壳体每个子元素中的最大范式等效应力（亦称冯·米塞斯应力）。 |
|  | **梁视图** (**Beam View)** | 允许用户检查梁的特性：截面力、断面、位移、利用率以及应力。该运算器可接入到模型视图运算器（ModelView-Component）之后的定义中。 |
|  | **梁的位移** (**Beam Displacements)** 🔷 | 反馈沿元素的位移：在全局坐标系中x、y和z方向的平移/旋转；绕全局坐标系的x轴、y轴和z轴旋转。 |
|  | **截面力** (**Beam Forces)** | 沿梁和桁架检索截面力。 |
|  | **合成截面力 (Beam Resultant Section Forces)** | 检索梁的合成截面力。 |
|  | **壳视图** (**Shell View)** | 可用于检查壳体属性：位移、利用率、主应力和范式等效应力（亦称冯·米塞斯应力）。将被插入到模型视图运算器（ModelView-Component）之后的定义中。 |
|  | **壳线结果** (**Line Results on Shells)** | 用于在壳体上生成线结果的多元运算器： |
|  | | 在用户定义的位置上计算给定方向的力学流线。 |
|  | | 在用户定义的位置为选定的壳体结果创建由数值相等的各点联成的线（如主应力、位移、利用率、断面厚度等）。并借助反馈值检验壳体状态。 |
|  | | 反馈源自用户在壳体上定义点的主矩线。 |
|  | | 在每个壳体单元的中心输出主应力方向。 |
|  | 壳体向量结果
(Results Vectors on Shells)
| 用于在壳体的每个元素中生成向量结果的多元运算器： |
|  | | 输出每个壳体单元中心给定层上第一和第二主应力的值。 |
|  | | 将每个壳体元素中心的第一和第二主法向力和力矩作为矢量输出。 |
|  | **壳力** (**Shell forces)** | 输出每个壳体单元中心第一和第二主要法向力以及力矩的值。 |
## 输出 (Expor**t)** 🔷
| | | |
| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------ | ----------------------------------------------- |
|  | 将模型导出到RStab
(Export Model to RStab) 🔷
| 通过创建DStV文件将模型导入RStab5，RStab6，RStab7，RStab8或机械臂。 |
## 实用程序 (Utilities)
| | | |
| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------- |
|  | **最邻近点** (**Closest Points)** | 将一组中的每个节点连接到给定数量的最邻近节点或是连接到指定距离内的另一组节点。 |
|  | **多维度的最邻近点** (**Closest Points Multi-dimensional)** | 在两组向量上执行多维度的最邻近搜索。 |
|  | **剔除曲线** (**Cull Curves)** | 输入直线数据树并对其进行细化，使得不同分支中的线条没有比给定的极限距离更近。 |
|  | **检测碰撞** (**Detect Collisions)** | 计算模型与给定网格之间的相交数值。 |
|  | 从线中获取单元格
(Get Cells from Lines)
| 从用户提供平面上的图形和顶点创建闭合的单元格。 |
|  | **线与线相交** (**Line-Line Intersection)** | 与给定线相交并反馈最终端点和片段。 |
|  | **局部矢量 (Local Vector)** | 通过给定平面将向量从全局坐标坐标系转换为局部坐标系。 |
|  | 线与网格面相交
(Line-Mesh Intersection) 🔷
| 反馈给定线与给定网格面的相交点。 |
|  | **网格边界表示** (**Mesh Breps)** | 捕捉多个边界表示并生成统一的网格面。该算法考虑了公共边及插入点。该功能可在壳体上定义支撑点的位置或点荷载。 |
|  | **主要状态转换** (**Principal States Transformation)** 🔷 | 将给定应力 、力矩或平面力的主矢量转换为任意方向。 |
|  | 删除重复线
(Remove Duplicate Lines)
| 删除重复的线。 |
|  | 删除重复点
(Remove Duplicate Points)
| 删除重复的点。 |
|  | **简化模型 (Simplify Model)** | 通过拉直连接两个以上相邻节点之间的连接元素来更改模型。 |
|  | **元素毡化 (Element Felting) 🔷** | 通过连接模型元素之间最接近点来进行元素的交织毡化。 |
|  | **映射器 (Mapper) 🔷** | 将映射（如简单缝合）应用于模型。 |
|  | 插值形状
(Interpolate Shapes) 🔷
| 在基础几何体（0.0）和给定形体（1.0）之间的插值。 |
|  | **简单缝合 (Stitch) 🔷** | 用于定义多组梁之间连接模式的多元运算器。 |
|  | - 简单缝合（默认）
(Simple Stitch) 🔷
| 通过预设数量的元素来连接多组梁的集合。 |
|  | | 通过彼此不相交的预设数量的元素来连接多组梁的集合。 |
|  | - 接近缝合
(Proximity Stitch) 🔷
| 通过预设数量元素来连接多组梁的集合，其最大倾斜度可通过起点的最小/最大偏移限制来进行控制。 |
|  | **用户等参线 (User Iso-Lines)** | 根据用户提供的节点值在模型上创建等参线。 |
|  | **用户流线 (User Stream-Lines)** | 根据用户在节点上提供的向量在模型上创建流线。 |