Karamba3D v1.3.3
Chinese 中文
Chinese 中文
  • 欢迎来到Karamba3D
  • 1: 绪论
    • 1.1: 安装
    • 1.2: 使用授权许可
      • 1.2.1: 独立使用授权许可
      • 1.2.2: 网络使用授权许可
      • 1.2.3: 临时使用授权许可
      • 1.2.4: 云端使用授权许可
  • 2: 入门
    • 2: 入门
      • 2.1: Karamba3D实体
      • 2.2: 建立结构分析
        • 2.2.1: 定义模型元素
        • 2.2.2: 模型显示
        • 2.2.3: 添加支撑件
        • 2.2.4: 定义荷载
        • 2.2.5: 算法选择
        • 2.2.6: 提供断面 – 或使用默认值
        • 2.2.7: 定义材料
        • 2.2.8: 检索结果
      • 2.3: 物理单位
      • 2.4: 运算器速览
  • 3: 运算器详解
    • 3.1: 模型 (Model)
      • 3.1.1: 模型构建 (Assemble)
      • 3.1.2: 分解模型 (Disassemble Model)
      • 3.1.3: 编辑模型 (Modify Model)
      • 3.1.4: 连接构件 (Connected Parts)
      • 3.1.5: 激活元素 (Activate Element)
      • 3.1.6: 由线到梁 Line To Beam
      • 3.1.7: 与梁的连接 (Connectivity to Beam)
      • 3.1.8: 由索引到梁 (Index to Beam)
      • 3.1.9: 由网格面到壳体 (Mesh to Shell)
      • 3.1.10: 编辑元素 (Modify Element)
      • 3.1.11: 点-质量 (Point-Mass)
      • 3.1.12: 分解元素 (Disassemble Element)
      • 3.1.13: 创建梁的集合 (Make Beam-Set) 🔷
      • 3.1.14: 定位元素 (Orientate Element)
      • 3.1.15: 选择梁 (Select Element)
      • 3.1.16: 支撑件 (Support)
    • 3.2: 荷载 (Load)
      • 3.2.1: 荷载 (Loads)
      • 3.2.2: 分解网格荷载 (Disassemble Mesh Load)
      • 3.2.3: 规定位移 (Prescribed displacements)
    • 3.3: 断面 (Cross Section)
      • 3.3.1: 梁的断面 (Beam Cross Sections)
      • 3.3.2: 壳体断面 (Shell Cross Sections)
      • 3.3.3: 弹性元件断面 (Spring Cross Sections)
      • 3.3.4: 分解断面 (Disassemble Cross Section) 🔷
      • 3.3.5: 梁-连接件 (Beam-Joint Agent) 🔷
      • 3.3.6: 梁-铰链 (Beam-Joints) 🔷
      • 3.3.7: 梁上偏心率、断面偏心率 (Eccentricity on Beam and Cross Section) 🔷
      • 3.3.8: 编辑断面 (Modify Cross Section) 🔷
      • 3.3.9: 断面范围选择器 (Cross Section Range Selector)
      • 3.3.10: 断面选择器 (Cross Section Selector)
      • 3.3.11: 断面匹配器 (Cross Section Matcher)
      • 3.3.12: 生成断面信息表格 (Generate Cross Section Table)
      • 3.3.13: 从文件中读取断面信息表格(Read Cross Section Table from File)
    • 3.4: 材料 (Material)
      • 3.4.1: 材料属性 (Material Properties)
      • 3.4.2: 选择材料 (Material Selection)
      • 3.4.3: 从文件中读取材料列表 (Read Material Table from File)
      • 3.4.4: 分解材料 (Disassemble Material) 🔷
    • 3.5: 算法 (Algorithms)
      • 3.5.1: 分析 (Analyze)
      • 3.5.2: 分析原理II (AnalyzeThII) 🔷
      • 3.5.3: 分析非线性WIP (Analyze Nonlinear WIP)
      • 3.5.4: 大变形分析 (Large Deformation Analysis)
      • 3.5.5: 屈曲模式 (Buckling Modes) 🔷
      • 3.5.6: 本征模 (Eigen Modes)
      • 3.5.7: 自然振动 (Natural Vibrations)
      • 3.5.8: 优化横截面 (Optimize Cross Section) 🔷
      • 3.5.9: 梁的双向渐进结构优化 (BESO for Beams)
      • 3.5.10: 壳体的双向渐进结构优化 (BESO for Shells)
      • 3.5.11: 优化补强加固 (Optimize Reinforcement) 🔷
      • 3.5.12: 张力/压力消除器 (Tension/Compression Eliminator) 🔷
    • 3.6: 结果
      • 3.6.1: 模型视图 (ModelView)
      • 3.6.2: 变形能量 (Deformation-Energy)
      • 3.6.3: 节点位移 (Nodal Displacements)
      • 3.6.4: 主应变近似值 (Principal Strains Approximation)
      • 3.6.5: 反作用力 (Reaction Forces) 🔷
      • 3.6.6: 元件利用率 (Utilization of Elements) 🔷
      • 3.6.7: 梁视图 (BeamView)
      • 3.6.8: 梁的位移 (Beam Displacements) 🔷
      • 3.6.9: 梁的作用力 (Beam Forces)
      • 3.6.10: 合成截面力 (Resultant Section Forces)
      • 3.6.11: 壳体视图 (ShellView)
      • 3.6.12: 壳体上的线结果 (Line Results on Shells)
      • 3.6.13: 壳体上的结果向量 (Result Vectors on Shells)
      • 3.6.14: 壳体作用力 (Shell Forces)
    • 3.7: 输出 (Export) 🔷
      • 3.7.1: 输出模型至DStV (Export Model to DStV) 🔷
    • 3.8 实用程序 (Utilities)
      • 3.8.1: 网格边界表示 (Mesh Breps)
      • 3.8.2: 最近点 (Closest Points)
      • 3.8.3: 多维最近点 (Closest Points Multi-dimensional)
      • 3.8.4: 剔除曲线 (Cull Curves)
      • 3.8.5: 碰撞检测 (Detect Collisions)
      • 3.8.6: 从线中获取单元格 (Get Cells from Lines)
      • 3.8.7: 线-线相交 (Line-Line Intersection)
      • 3.8.8: 主要状态转型 (Principal States Transformation) 🔷
      • 3.8.9: 重复线删除 (Remove Duplicate Lines)
      • 3.8.10: 重复点删除 (Remove Duplicate Points)
      • 3.8.11: 简化模型 (Simplify Model)
      • 3.8.12: 元素毡化 (Element Felting) 🔷
      • 3.8.13: 映射器 (Mapper) 🔷
      • 3.8.14: 插值形状 (Interpolate Shape) 🔷
      • 3.8.15: 借助缝合连接梁 (Connecting Beams with Stitches) 🔷
      • 3.8.16: 用户等参线和流线 (User Iso-Lines and Stream-Lines)
  • 疑难解答
    • 4.1: 其他问题
      • 4.1.1: 安装问题
      • 4.1.2: 购买程序
      • 4.1.3: 获取使用授权许可
      • 4.1.4: 运行错误
      • 4.1.5: 定义与运算器
      • 4.1.6: 默认程序设置
    • 4.2: 技术支持
  • 附件
    • A.1: 发行说明
    • A.2: 背景资料
      • A.2.1: 材料的基本性能
      • A.2.2: 有关荷载的附加信息
      • A.2.3: 设计静态可行性结构的技巧
      • A.2.4: 减少运算时间的技巧
      • A.2.5: 自然振动、本征模和屈曲
      • A.2.6: 用于断面优化的方法
    • A.3: 参考书目
Powered by GitBook
On this page
  • 梁的编辑
  • 梁的激活状态
  • 弯曲刚度
  • 断面的高度和厚度
  • 梁轴的局部和整体偏心率
  • 梁的朝向
  • 用于断面优化的屈曲特性
  • 梁的局部方向屈曲长度
  • 二阶理论法向力
  • 编辑壳体
  • 高度
  • 二阶理论法向力

Was this helpful?

  1. 3: 运算器详解
  2. 3.1: 模型 (Model)

3.1.10: 编辑元素 (Modify Element)

Previous3.1.9: 由网格面到壳体 (Mesh to Shell)Next3.1.11: 点-质量 (Point-Mass)

Last updated 4 years ago

Was this helpful?

“ModifyElement(编辑元素)”是一个可用于壳体、梁和桁架等元素的多元运算器。用户可以通过运算器底部的下拉列表来选择元素类型。

默认情况下,Karamba3D假定梁的断面是直径为114毫米、壁厚为4毫米的钢管。利用带有“ElementType(元素类型)”的“ModifyElement(编辑元素)”运算器设置“Beam(梁)”,则可根据用户的选择来设置梁的属性。图3.1.10.1显示了如何完成此操作。“Modify Element(编辑元素)”运算器的使用方法有两种:

  1. 将其放置在“Assemble(模型构建)”运算器前面,并使元素对象通过该运算器(如图3.1.10.1中对梁的编辑)。默认情况下,索引输入“ModifyElement(编辑元素)”运算器的元素皆保持不变。若干个“ModifyBeam(编辑梁)”运算器可以连续作用于同一梁构件。

  2. 创建一个独立的元素代理,使其可以被输入到“Assemble(模型构建 )”运算器的“Elem(元素)”输入端中。输入端口的“ShellId(壳体标识符)”或是“BeamId(梁标识符)”允许用户选择所要编辑的元素。使用正则表达式指定元素组。

梁的编辑

可更改这些元素的属性:

梁的激活状态

弯曲刚度

梁对法向力和弯矩的抵抗。将“ModifyElement(编辑元素)”运算器中的“Bending(弯曲)”输入端设置为“False”会禁用弯曲刚度,并将相应的梁变成桁架。用户采取该步骤的原因如下:

  • 梁与梁之间的连接可以精准地传递挠曲力和法向力,但这种连接通常比梁之间仅承受法向力的连接要更为昂贵。连接处的设计在很大程度上取决于所用材料的类型:与钢材相比,木材更难实现刚性弯曲连接。然而,刚性连接可以增加结构的强度并减小其挠曲性。因此,一般而言,在结构设计中使用桁架比使用梁更为保险。

  • 对于较为细长的梁,即长度较长且直径较小的梁而言,与轴向刚度相比,弯曲刚度对其影响可忽略不计。试想一下,一根金属丝容易被折弯,但却很难因为被拉伸而断裂。

  • 如忽略弯曲刚度,仅与桁架连接的每个节点的计算时间均可减少一半以上。

桁架仅承受轴向力。因此,它们不会阻止与其连接的节点旋转。在只有桁架连接节点的情况下,Karamba3D会自动删除其旋转自由度。否则,在计算过程中会导致节点的自由旋转,而这在静态计算中会成为一个问题。当一个启用弯曲的梁连接到节点时,该节点就会具有旋转自由度。当“Analysis(分析)”运算器变为红色并报告运动系统时,请注意这一点。仅传递轴向力意味着桁架将节点的可移动性控制在一个方向上。未连接到支撑件的节点则具有三个平移自由度。因此,必须有三个不在同一平面中的桁架构件才能将节点固定在空间中。

断面的高度和厚度

“Height(高度)”(在圆管的情况下等于外径 D)和断面的壁厚会影响梁的轴向和弯曲刚度。Karamba3D中这两个输入值均应以厘米为单位。断面面积在直径和厚度上都是线性的,而惯性矩则随着厚度线性增长且取决于 D3D^3D3(例如,全矩形断面)和取决于D2D^2D2,(例如,工字梁和箱式断面)。因此,在弯曲刚度不足的情况下,增加梁的高度(或直径)比增加梁的壁厚要有效。

梁轴的局部和整体偏心率

梁的朝向

用于断面优化的屈曲特性

可以关闭屈曲以优化断面。该运算器允许用户模拟预张拉的较细元素,而无需真正对其进行预张拉。必要的预张拉大致是满荷载情况下最大轴向压缩法向力的负值。

梁的局部方向屈曲长度

二阶理论法向力NIIN^{II}NII

在二阶理论(Th.II)计算中,轴向法向力会影响梁的刚度。如将其压低,在受到张力的情况下,梁会增加其弯曲刚度。试想,吉他弦在张力增加的情况下会以更高的频率振动(即更硬)。在Karamba3D中,影响刚度(NIIN^{II}NII)的法向力与实际上在断面(NNN)中引起应力的法向力无关。通过选择(NIIN^{II}NII)作为每个梁的最大压力(NNN),可以确保二阶理论的结果更为精准。

编辑壳体

高度

设置整个壳体的均匀断面高度。

二阶理论法向力NIIN^{II}NII

同梁相类似,壳体的NIIN^{II}NII指定了在进行二阶理论计算时会影响刚度的平面法向力。这是单位长度的力,假设在所有方向上力的大小相同。

当“Active(激活)”输入端设置为false时,与其相对应的梁将被从进一步的运算中排除,直到“Active(激活)”被重置为true。关于设置梁激活状态的另一种方法,请参见第节。

Karamba3D基于初始未变形的几何体进行挠度计算。某些结构,诸如绳索类具有形态活性。即这意味着当两点间由绳索进行连接时,其变形的几何形体及绳索中的轴向力将相互平衡。在Karamba3D一阶理论(Th.I.)计算中并未考虑上述影响。在这种情况下,只有绳索的弯曲刚度(相当小)才能防止其无限变形。规避这种情况的方法之一是在进行一阶分析时,使用桁架代替梁元素;第二种可能则是将绳索的重量减小到零(详见下文);第三种可能性是从轻微变形的绳索几何形体开始,以微小步骤逐渐施加外部荷载,其中,每个步骤的初始几何形状均来自于前一步骤形变的几何形状(请参阅第节)。

输入端口“EcceLoc”和“EcceGlo”可用于设置梁轴相对于其端点之间的连接线的偏心率。两者分别需要一个三维向量。“EcceLoc”是指局部偏心率,“EcceGlo”是指整体坐标系。梁的偏心率也可以通过“Eccentricity on Beam(梁的偏心率)”运算器来定义(请参见第节)。

可用于定义梁的方向。与 orientate-beam-component(梁的朝向运算器)的工作原理类似(请参阅)。

为了对断面进行优化,有必要知道梁的屈曲长度。Karamba3D使用第节中描述的算法对其进行模拟。对于系统屈曲的情况而言,这种模拟算不上十分精确。输入端“BklLenY”、“BklLenZ”和“BklLenLT”可以分别为梁的局部Y轴、Z轴以及横向扭转屈曲指定梁的屈曲长度。指定后,这些值会覆盖Karamba3D屈曲长度计算中的值。“lg”值用于设置横向荷载距断面剪切中心的距离,其默认值为零。正值表示荷载指向剪切中心,因此对于横向扭转屈曲起到失稳作用。根据欧盟规范3,属性“lg”影响梁在横向扭转屈曲方面的利用率。

3.1.5
3.5.4
3.3.7
3.1.14
3.5.8
图3.1.10:编辑默认元素属性