SkyCiv结构3D及其有限元方法 (五) 通过添加SkyCiv,解决程序的功能得到了增强 动态频率 + 响应谱分析, 以及其他最近的更新. 该求解器在云上运行,以消除因在本地运行FEM软件而引起的障碍和性能问题. 以下结构性3D模型审查旨在 (1) 演示如何使用SkyCiv API建模这种大小的结构, (2) 验证SkyCiv的FEM解算器的准确性,并 (3) 在大型模型上展示SkyCiv FEM的强大功能.

邦华桥 在首尔, 韩国是大梁支撑的桥梁, 拥有540m长的桁架, 中间180m跨度为拱形. 因为它将交通连接到仁川国际机场高速公路, 该设计旨在类似于飞机起飞. 顾名思义, 大梁桥是使用大梁的桥梁 (或梁) 支撑桥的主甲板. 扩展甲板, 这座桥总共跨越 2,559 米在汉江上.

邦华桥, SkyCiv分析博客

该模型

FEM 是对世界各地的各种结构进行密集结构分析的主要工具. 对于这种规模的结构, 决定生成这么大的有限元 (有限元) 应通过SkyCiv API通过命令简化模型. 有关如何使用我们的API导入此模型的详细指南, 访问我们的 完整的TechNote文章.

桥梁的有限元模型已转移到 SkyCiv结构3D 从SIMULIA Abaqus软件. 这里, FE 模型完全由具有 6 自由度的 3D Tymoshenko 梁 FE 组成 (自由度). 所有元素的材料都有一个弹性模量是 210,000 兆帕, 和密度 76.98 千牛/立方米. 所有元素的刚度均以数字形式表示. 描述元件在压缩张力下的行为, 弯曲, 剪力和扭力, 每个部分必须具有定义的特征,例如横截面积, 有效区域, 扭转阻力和惯性矩.

数据的传输是通过从 SIMULIA Abaqus 导出数据的文本文件并运行一个小脚本将这些数据转换为 SkyCiv API数据. 运行这个脚本, 我们能够在SkyCiv结构3D中完全生成我们的FEM模型:

挽花桥skyciv

邦华桥, SkyCiv S3D分析

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分析验证

该模型用于验证原始有限元分析的结果 (丑陋) 以及模型的整体性能和准确性.

动态频率

对动态频率分析的两种模式形状结果进行了比较.

以下是根据从其自身重量转换的元素的节点质量对结构的本征模和本征值进行的比较. 第一个本征模显示桥桁架平面中构件的弯曲. 在SkyCiv中, 频率是 0.991 赫兹, 验证频率结果 0.981 从SIMULIA Abaqus获得的Hz. 第二本征模式的特征是桥面板在水平面内的横向弯曲. 在SkyCiv中, 频率是 1.77 赫兹, 在SIMULIA Abaqus中,频率为 1.72 赫兹. 如图所示, 两种软件的结构本征模式几乎相同. 软件之间的特征值之间的差异小于 3%.

桥梁模态结果skyciv结构分析软件

静态线性分析

比较是从静态计算开始的,仅具有结构自重的作用. 自重由软件以分布式负载的形式自动应用, 通过将元素的横截面积乘以其材料的密度来确定

桥梁分析比较偏差skyciv

回顾并分析了静力分析的结果,并根据桥梁中跨处的峰值挠度进行了比较。. 发现结果与大约可忽略不计的变化相当 0.4%.

摘要

可以在下面查看模型验证的摘要:

结果 SkyCiv 第三方 方差
最高. 偏转 68.12 毫米 67.85 毫米 0.396%
模式 8 频率 0.991 赫兹 0.981 赫兹 1.009%
模式 8 形状 外观检查通过
模式 19 频率 1.77 赫兹 1.72 赫兹 2.825%
模式 19 形状 外观检查通过

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我们希望本文显示正确使用SkyCiv API的功能和准确性, 以及如何从几乎任何第三方格式转换模型. 这种大型结构的分析结果之间的最小差异直接验证了SkyCiv FEM求解器的性能.

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Michael Malgin结构工程师, 产品开发
迈克尔·马尔金
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