Tin học ứng dụng - Chương 2

Chương này cung cấp các vấn đề sau: Hệ tọa độ trong MIDAS Civil (GCS và UCS) Thư viện phần tử (Element Library) Độ cứng phần tử (Element Stiffness Data) Điều kiện biên (Boundary Conditions)1. Hệ tọa độ trong MIDAS Civil MIDAS Civil cung cấp cho người dùng 3 hệ trục tọa độ: Hệ tọa độ tổng thể (GCS - Global Coordinate System) Hệ tọa độ phần tử (ECS - Element Coordinate System) Hệ tọa độ địa phương của điểm (NCS - Nodal Local Coordinate System) 1.1. Hệ tọa độ tổng thể (GCS) Hệ tọa độ tổng thể là...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tin học ứng dụng - Chương 2 Bài giảng Tin ứng dụngCHƢƠNG II CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Chương này cung cấp các vấn đề sau: - Hệ tọa độ trong MIDAS Civil (GCS và UCS) - Thư viện phần tử (Element Library) - Độ cứng phần tử (Element Stiffness Data) - Điều kiện biên (Boundary Conditions)1. Hệ tọa độ trong MIDAS Civil MIDAS Civil cung cấp cho người dùng 3 hệ trục tọa độ: Hệ tọa độ tổng thể (GCS - Global Coordinate System) Hệ tọa độ phần tử (ECS - Element Coordinate System) Hệ tọa độ địa phương của điểm (NCS - Nodal Local Coordinate System)1.1. Hệ tọa độ tổng thể (GCS) Hệ tọa độ tổng thể là hệ tọa độ Đề các vuông góc OXYZ và được xác định theoquy tắc bàn tay phải. Mặc định chương trình là trục Z có phương thẳng đứng và cóchiều dương hướng lên trên. Hệ tọa độ tổng thể GCS được sử dụng để xác định hìnhdáng hình học của kết cấu và những thông số chính cho điểm như: Chuyển vị, phảnlực... Điểm a (Xi, Yi, Zi) Gốc tọa độ Hình 2. 1. Hệ tọa độ tổng thể (GCS)và hệ tọa độ địa phương của điểm (NCS)-MIDAS/Civil- Trang 19 Bài giảng Tin ứng dụng1.2. Hệ tọa độ phần tử (ECS) Hệ tọa độ phần tử ECS là hệ tọa độ Đề các vuông góc Oxyz và được xác địnhtheo quy tắc bàn tay phải. Hệ tọa độ phần tử được sử dụng để thể hiện các thông sốcủa phần tử cũng như là các kết quả xuất ra như nội lực và ứng suất của phần tử.1.3. Hệ tọa độ địa phương của điểm (NCS) Hệ tọa độ địa phương của điểm NCS là hệ tọa độ Đề các vuông góc Oxyz vàđược xác định theo quy tắc bàn tay phải. NCS được sử dụng để khai báo các điều kiệnbiên của điểm như: Gối, gối đàn hồi, chuyển vị của điểm...mà có hệ tọa độ khôngtrùng với hệ tọa độ tổng thể. Hình 2. 2. Quy tắc bàn tay phải2. Thư viện phần tử Thư viện phần tử trong MIDAS Civil bao gồm các phần tử sau: Phần tử giàn (Truss Element) Phần tử chỉ chịu kéo (Tension - Only Element) Phần tử dây (Cable Element) Phần tử chỉ chịu nén (Compression - Only Element) Phần tử dầm (Beam Element) Phần tử bản mỏng (Plate Element) Phần tử khối (Solid Element)2.1. Phần tử giàn (Truss Element) Phần tử giàn được mô hình là một thanh thẳng chỉ chịu kéo hoặc nén và nó chỉcó biến dạng dọc trục. Loại phần tử này được dùng để mô hình hóa kết cấu giàn hoặcmô hình các thanh giằng. Đối với phần tử giàn thì mặc định trục x của hệ tọa độ phần tử ECS luôn trùngvới trục của phần tử và có chiều dương hướng theo chiều từ điểm đầu N1 đến điểmcuối N2.-MIDAS/Civil- Trang 20 Bài giảng Tin ứng dụng Hình 2. 3. Hệ trục tọa độ đối với phần tử giàn Các trục y, z trong hệ ECS dùng để khai báo góc xoay của mặt cắt được gáncho phần tử giàn. Trong MIDAS Civil, được ký hiệu là góc xoay của mặt cắt vàđược xác định như sau: Nếu trục x của hệ tọa độ phần tử song song với trục Z của hệ tọa độ tổng thể thì góc được xác định là xoay từ trục X của hệ tọa độ tổng thể đến trục z của hệ tọa độ phần tử. X, Y, Z: Trục tọa độ đi qua điểm N1 và song song với trục X, Y, Z tương ứng. Hình 2. 4. Xác định góc xoay khi trục x song song với trục Z Nếu trục x của hệ ECS không song song với trục Z của hệ GCS thì góc được xác định là góc giữa trục Z của hệ GCS và mặt phẳng x-z của hệ ECS tính theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. Hình 2. 5. Xác định góc khi trục x không song song với trục Z-MIDAS/Civil- Trang 21 Bài giảng Tin ứng dụng Các hàm có liên quan khi khai báo phần tử giàn: Created Element: Tạo phần tử Metarial: Khai báo vật liệu Section: Khai báo mặt cắt ngang Pretension Load: Khai báo lực căng trước.2.2. Phần tử chỉ chịu kéo (Tension - Only Element) Phần tử chỉ chịu kéo được sử dụng để mô hình giằng gió hoặc phần tử Hook.Nó được xác định bởi hai điểm N1 và N2. Kiểu phần tử này chỉ có biến dạng dọc trục. Phần tử chỉ chịu kéo được chia thành hai loại: Phần tử giàn (Truss): Khi khoảng cách giữa cái móc (Hook distance) bằng không thì phần tử chỉ chịu kéo được coi như phần tử giàn và nó chỉ truyền lực kéo dọc trục. Phần tử Hook: Khi khoảng cách giữa cái móc (Hook distance) khác không thì nó được coi là phần tử Hook Hình 2. 6. Các dạng của phần tử chỉ chịu kéo ...