SkyCiv Structural 3D en de eindige-elementenmethode (VIJF) oplosser is in functionaliteit toegenomen met de toevoeging van SkyCiv's Dynamische frequentie + Reactiespectrumanalyse, samen met andere recente updates. Deze oplosser werkt in de cloud om obstakels en prestatieproblemen te verwijderen die kunnen optreden als uw FEM-software lokaal wordt uitgevoerd. De volgende herziening van het structurele 3D-model beoogt (1) laten zien hoe de SkyCiv API kan worden gebruikt om een structuur van deze omvang te modelleren, (2) controleer de nauwkeurigheid van de FEM-oplosser van SkyCiv en (3) demonstreer de kracht van de SkyCiv FEM op een groot model.
De brug
De Banghwa Bridge in Seoul, Korea is een ligger ondersteunde brug, met een 540 meter lange truss, waarbij de middelste 180m overspanning een boog is. Omdat het verkeer verbindt met Incheon International Airport Expressway, het ontwerp was bedoeld om te lijken op een opstijgend vliegtuig. Zoals de naam al doet vermoeden, een liggerbrug is er een die liggers gebruikt (of balken) ter ondersteuning van het hoofddek van de brug. Met verlengde vlonder, de brug overspant in totaal 2,559 m over de Han-rivier.
Het model
FEM is het belangrijkste hulpmiddel bij het uitvoeren van intensieve structurele analyse van allerlei soorten constructies over de hele wereld. Voor een structuur van deze omvang, er werd besloten dat de generatie van zo'n groot eindig element (FE) model moet worden gefaciliteerd met opdrachten via de SkyCiv API. Voor een gedetailleerde handleiding over hoe dit model is geïmporteerd met onze API, bezoek onze volledig TechNote-artikel.
Het FE-model van de brug werd overgebracht naar SkyCiv Structural 3D van de SIMULIA Abaqus-software. Hier, het FE-model is volledig samengesteld uit 3D Timoshenko-straal FE met 6e vrijheidsgraden (DOF). Het materiaal van alle elementen heeft een Elastic Modulus is 210,000 MPa, en een dichtheid van 76.98 kN / m3. De stijfheid van alle elementen wordt numeriek weergegeven. Het gedrag van elementen onder drukspanning beschrijven, buigen, afschuiving en torsie, elke sectie moet gedefinieerde kenmerken hebben, zoals doorsnedegebied, effectieve gebieden, torsieweerstand en traagheidsmomenten.
De gegevensoverdracht werd uitgevoerd door het tekstbestand met gegevens uit SIMULIA Abaqus te exporteren en een klein script uit te voeren om deze gegevens om te zetten in SkyCiv API-gegevens. Dit script uitvoeren, we zijn in staat om ons FEM-model volledig te genereren in SkyCiv Structural 3D:
Analyse verificatie
Het model werd gebruikt om het resultaat van de oorspronkelijke eindige-elementenanalyse te verifiëren (LELIJK) en de algehele prestaties en nauwkeurigheid van het model.
Dynamische frequentie
De vergelijking werd gemaakt op de resultaten van de vorm van twee modi van de dynamische frequentieanalyse.
Het volgende is een vergelijking van de eigenmodes en eigenwaarden van constructies op basis van de knoopmassa's van de elementen geconverteerd vanuit hun eigen gewicht. De eerste eigenmodus toont de buiging van staven in het vlak van de brugspant. In SkyCiv, de frequentie is 0.991 Hz, verificatie van het frequentieresultaat van 0.981 Hz verkregen van SIMULIA Abaqus. De tweede eigenmode kenmerkt zich door de transversale doorbuiging van het brugdek in het horizontale vlak. In SkyCiv, de frequentie is 1.77 Hz, en in SIMULIA Abaqus is de frequentie 1.72 Hz. Zoals getoond, de structuur eigenmodes in beide software zijn bijna identiek. De discrepantie tussen de eigenwaarden tussen de software is kleiner dan 3%.
Statische lineaire analyse
De vergelijking wordt gestart vanuit een statische berekening met alleen de actie van het eigen gewicht van de constructie. Het eigen gewicht wordt door de software automatisch in de vorm van een verdeelde belasting toegepast, die wordt bepaald door het oppervlak van de dwarsdoorsnede van het element te vermenigvuldigen met de dichtheid van het materiaal
De resultaten van de statische analyse werden beoordeeld en vergeleken in termen van piekafbuiging die optrad in de midspan van de brug. De resultaten bleken vergelijkbaar te zijn met een verwaarloosbare variatie van ongeveer 0.4%.
Overzicht
Een samenvatting van de modelverificatie kan hieronder worden bekeken:
| Resultaat | SkyCiv | Derde partij | Variantie |
|---|---|---|---|
| Max. Hoogte. Doorbuiging | 68.12 mm | 67.85 mm | 0.396% |
| Modus 8 Frequentie | 0.991 Hz | 0.981 Hz | 1.009% |
| Modus 8 Vorm | Visuele inspectie geslaagd | ||
| Modus 19 Frequentie | 1.77 Hz | 1.72 Hz | 2.825% |
| Modus 19 Vorm | Visuele inspectie geslaagd | ||
Geïnteresseerd in het uitproberen van SkyCiv-analysesoftware? Start vandaag nog met uw gratis proefperiode van 14 dagen:
Bouwkundig ingenieur, Product ontwikkeling
MEng (Civiel)
[email protected]
