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Engineer’s Studio® Ver.6 三维积层Plate Cable的动态非线性解析 ●发行 2016年9月12日 FEM解析

前言

Engineer's Studio® Ver.6里增加了以下功能项目。 增加了平板要素的三角形1次要素 改善了平板要素的四角形1次要素 扩张了非线性RC平板要素的引力张力软化系数C 平板要素的高次要素向低次要素变换的功能 节点或要素所属群组的编辑功能 动态解析结果同时表示输入波形 增加Pushover解析事例

平板要素追加了三角形1次要素

因为以往无法利用三角形1次要素。比如将复杂形状自动网格分割的时候，四角形1次要素和三角形1次要素的组合混在是不能实现的。这一次的升级，增加了三角形1次要素，使之成为可能。（参照图1的Triangular Liner）。三角形1次要素为参考以下文献[1][2]所定义的要素。 文献[1] Long Yuqiu, Xu Yin, Generalized conforming triangular membrane element with vertex rigid rotational freedoms, Finite Elements in Analysis and Design, Volume 17, Issue 4, 1994, Pages 259-271. 文献[2] Soh. A., Long, Z.F. & Cen, S., 1999, A new nine DOF triangular element for analysis of thick and thin plates. Computers & Structures, 24,408-417.

平板要素的四角形1次要素改善

四角形1次要素参考文献[3]做了一些变更。跟以往相比，要素的性质向上，品质更好，新的三角形1次要素以外，平板要素的种类还有以下：（图1、图2）。 　・三角形1次要素：3节点要素、形状关数为1次 　・三角形2次要素：6节点要素、形状关数为2次 　・四角形1次要素：4节点要素、形状关数为1次 　・四角形2次要素：8节点要素、形状关数为2次 ▲图1　平板要素的种类 文献[3] Soh, A., Cen, S., Long, Y. & Long, Zh., 2001, A new twelve DOF quadrilateral element for analysis of thick and thin plates. Eur. J.Mech. A/Solids, 20, 299-326. 图3为复杂的形状中将混在的四角形1次要素和三角形1次要素自动网格分割的例子。 ▲图2　平板要素作成的命令三种 ▲图3　四角形和三角形的1次要素混在 自动网格分割

非线性RC平板要素的引力张力软化系数C的扩张

将无铁筋混凝土用非线性平板要素作成模型的情况下可以从2个轴的方向设定引力张力软化系数C（Cx、Cy）。与此同时，增加了无铁筋混凝土的引力张力软化系数Cx、Cy从破坏能源和要素寸法可以自动算出功能。并且改善了平板断面的输入画面使之更加便捷（图4）。 ▲图4　平板断面的输入画面

将平板要素的高次要素变换为低次要素的功能

选择高次要素的网格要素（四角形2次要素、三角形2次要素）、低次要素（四角形1次要素、三角形1次要素）之间互换的命令「2次要素→1次要素」。不使用中间结点作为支点，就可以实现这两者的变更（图5）。 ▲图5　高次要素向低次要素变换按钮

节点和要素所属群组的编辑功能

选择多个节点或要素，创建【所属群组编辑】命令进行群组变更（图6）。 ▲图6　所属群组的编辑

动态解析结果与输入波形同时表示

动态解析的时间历结果确认时可以调出输入地震波形的按钮。调出后，新的画面会表示出「表示输入波形」。点击波形表格前进至下个阶段，模型的变形图和断面力图在这个阶段可以实现同步（图7）。 ▲图7　表示时间历结果表示输入波形

Pushover解析实例追加

执行Pushover解析地震时根据保有水平耐力法检查的事例作成。（图8、图9、图10）。 帮助里解说了「Engineer's Studio® Help｜Technicalnote｜Pushover解析事例」。承重变位曲线的作成方法可以参考一下。事例数据有以下三种。 　・Pushover-Rahmen-Case1.es 　・Pushover-Rahmen-Case2.es 　・Pushover-Rahmen-Case3.es ▲图8　Pushover 解析模型例 ▲图9　Pushover 解析变形图 ▲图10　Pushover解析的承重变位关系

(Up&Coming '16　秋之号刊载)

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