SkyCiv Structural 3D y su método de elementos finitos (CINCO) solucionador han aumentado en funcionalidad con la adición de SkyCiv's Frecuencia dinámica + Análisis del espectro de respuesta, junto con otras actualizaciones recientes. Este solucionador opera en la nube para eliminar obstáculos y problemas de rendimiento que pueden surgir al ejecutar su software FEM de forma local.. La siguiente revisión del modelo estructural 3D tiene como objetivo (1) demostrar cómo se puede utilizar la API de SkyCiv para modelar una estructura de este tamaño, (2) verificar la precisión del solucionador FEM de SkyCiv y (3) demostrar el poder del SkyCiv FEM en un modelo grande.

El puente

El Puente de banghwa En Seúl, Corea es un puente soportado por vigas, con una armadura de 540 m de largo, siendo el tramo medio de 180 m un arco. Porque conecta el tráfico con la autopista del aeropuerto internacional de Incheon, el diseño estaba destinado a parecerse a un avión despegando. Como el nombre sugiere, un puente de vigas es aquel que usa vigas (o vigas) para soportar el tablero principal del puente. Con plataforma extendida, el puente se extiende por un total de 2,559 m sobre el río Han.

Puente de banghwa, Blog de análisis SkyCiv

El modelo

FEM es la principal herramienta para realizar análisis estructurales intensivos en todo tipo de estructuras en todo el mundo.. Para una estructura de esta magnitud, Se decidió que la generación de un Elemento Finito tan grande (FE) el modelo debe facilitarse con comandos a través de la API SkyCiv. Para obtener una guía detallada sobre cómo se importó este modelo utilizando nuestra API, visita nuestro artículo completo de TechNote.

El modelo FE del puente se transfirió a SkyCiv Estructural 3D desde el software SIMULIA Abaqus. aquí, el modelo FE está completamente compuesto de haz 3D Tymoshenko FE con sexto grados de libertad (DOF). El material de todos los elementos tiene un módulo elástico es 210,000 MPa, y una densidad de 76.98 kN / m3. La rigidez de todos los elementos se presenta numéricamente. Describir el comportamiento de elementos bajo compresión-tensión., deformación, cizallamiento y torsión, cada sección debe tener características definidas como el área de la sección transversal, áreas efectivas, resistencia a la torsión y momentos de inercia.

La transferencia de datos se realizó exportando el archivo de texto de datos de SIMULIA Abaqus y ejecutando un pequeño script para convertir estos datos en Datos de la API de SkyCiv. Ejecutando este script, podemos generar completamente nuestro modelo FEM en SkyCiv Structural 3D:

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Puente de banghwa, Análisis SkyCiv S3D

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Verificación de análisis

El modelo se utilizó para verificar el resultado del análisis de elementos finitos original (FEA) y el rendimiento general y la precisión del modelo.

Frecuencia dinámica

La comparación se realizó en dos resultados de forma de modo del análisis de frecuencia dinámica.

La siguiente es una comparación de los modos propios y los valores propios de las estructuras basadas en las masas nodales de los elementos convertidos a partir de su propio peso.. El primer modo propio muestra la flexión de los miembros en el plano de la armadura del puente.. En SkyCiv, la frecuencia es 0.991 Hz, verificar el resultado de frecuencia de 0.981 Hz obtenido de SIMULIA Abaqus. El segundo modo propio se caracteriza por la flexión transversal del tablero del puente en el plano horizontal. En SkyCiv, la frecuencia es 1.77 Hz, y en SIMULIA Abaqus la frecuencia es 1.72 Hz. Como se muestra, los modos propios de la estructura en ambos software son casi idénticos. La discrepancia entre los valores propios entre el software es menor que 3%.

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Análisis lineal estático

La comparación se inicia a partir de un cálculo estático con la acción del peso propio de la estructura únicamente. El software aplica el peso propio automáticamente en forma de carga distribuida, que se determina multiplicando el área de la sección transversal del elemento por la densidad de su material

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Los resultados del análisis estático se revisaron y compararon en términos de deflexión máxima que se produjo en la mitad del puente.. Se encontró que los resultados eran comparables con una variación insignificante de alrededor de 0.4%.

Resumen

Un resumen de la verificación del modelo se puede revisar a continuación.:

Resultado SkyCiv Tercero Diferencia
Max. Desviación 68.12 mm 67.85 mm 0.396%
Modo 8 Frecuencia 0.991 Hz 0.981 Hz 1.009%
Modo 8 Forma Aprobación de la inspección visual
Modo 19 Frecuencia 1.77 Hz 1.72 Hz 2.825%
Modo 19 Forma Aprobación de la inspección visual

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Esperamos que este artículo muestre las capacidades y la precisión de la API de SkyCiv cuando se usa correctamente, y cómo puede transferir modelos desde casi cualquier formato de terceros. La variación mínima entre los resultados analíticos de una estructura a gran escala verifica directamente el rendimiento del solucionador SkyCiv FEM.

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Michael Malgin Ingeniero Estructural, Desarrollo de Producto
Michael Malgin
Ingeniero estructural, Desarrollo de Producto
MEng (Civil)
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