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UC-win系列

動力非線性分析


 
Engineer's Studio

3D積層板單元動力非線性分析(英文版)

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UC-win/FRAME(3D) Product information

UC-win/FRAME(3D)
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Engineer's Studio DM
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       軟體介紹

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Engineer's Studio是從前處理計算引擎到後處理全部自行開發的3D有限元素法(FEM)分析軟體。

通過桿狀梁元素、平面連續平板元素將土木、建築結構物進行模型化,分析結構物非線性行為的工具。

相關情報


 ◆更新版本與產品介紹
  • Engineer's Studio® Ver.5      (Up&Coming '15    新春刊)New!

  • Engineer's Studio® Ver.4   (Up&Coming '14 新春刊)

  • Engineer's Studio® Ver.3.01 (Up&Coming '13 晚秋)

  • Engineer's Studio® Ver.3   (Up&Coming '13 新夏刊) 

  • Engineer's Studio® Ver.2.01 (Up&Coming '12 創刊100號紀念刊) 

  • Engineer's Studio® Ver.2   (Up&Coming '12 新秋刊)


 ◆軟體DEMO研習會



< Ver.5.00.00 (2015年 4月15日 發布)>
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  1. 改善平板元素等高線圖數值顯示
  2. 改善等高線切斷面功能
  3. 增加平板元素原始排序的功能
  4. 增加不重新計算容許曲綠的選項
  5. 改善M-φ元素、M-φ特性輸入與CSV輸出
  6. 改善彈簧元素與M-θ元素中彈簧特性的輸入與CSV輸出
  7. 報表輸出內容的集中管理
  8. 改善大型模型繪圖反映

 

 

       產品優點

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ES軟體分析的主要優點是統合所有UC-win/FRAME(3D)高度評價的特長;擁有諸多實績的3D纖維元素及Reissner-Mindlin理論,此外,軟體還同時考慮材料非線性及幾何非線性(大位移)的靜力分析與動力分析。



纖維元素示意圖(右圖為數學模型)

 

平板元素可支援複數積層結構,各層可分別定義不同材料種類及線性、非線性設定。平板元素所適用的混凝土組成律中採用東京大學混凝土研究室所開發獲得世界廣泛好評的鋼筋混凝土非線性應力組成原則(分散裂縫模型)。本軟體的平板元素對UC-win/WCOMDRC元素進行多層擴充,不在局限於2D平面變形,亦可進行3D平面外變形的非線性行為分析。



▲積層平板元素示意圖(右圖為數學模型)

 

平板元素採用了FEM中經常使用的等參數元素。元素的形狀和種類如下圖所示。




  主要分析功能如下所示。

项 目 内 容
分析 静力分析/動力分析/特徵値分析
非線性分析 材料非線性/幾何非線性(大位移理論)/複合非線性(材料非線性與幾何非線性)
適用理論

微小位移理論/大位移理論/彈性板的梁理論/Bernoulli-Euler的梁理論/Timoshenko梁理論(考慮剪切斷面變形)/Reissner-Mindlin理論

元素

彈性梁元素/剛體元素/彈簧元素/M-φ元素/纖維元素/平板元素(積層板)

邊界條件 相對節點6自由度(自由、固定或彈簧)/彈性梁元素的分布弹簧(桿件軸方向+桿件軸直角2方向)/彈簧(節點處定義)
材料種類 混凝土/鋼筋/PC鋼材(鋼絲、鋼棒)/鋼板/碳素纖維/芳香族聚醯胺纖維/彈性材料(任意楊氏係數)/非結構材料(僅考虑單位體積重量材料)
載重(Loading) 節點載重/桿件載重(集中、分布、射影)/溫度載重/強制位移
自動生成載重 死載重/預應力載重/水平震度載重
静力載重 單調增加/反覆增加/遞增
動力載重 加速度歷時(垂直和水平,個別與同时输入)
動力分析 基於Newmark-β法(β=1/4)的直接積分法
阻尼 區別元素的剛性比例型(初期剛性、瞬間剛性)/Rayleigh型(初期剛性、瞬間剛性)/别元素的Rayleigh型(初期剛性、瞬間剛性)
質點系統 Consistent mass matrix/Lumped mass matrix



輸入輸出介面的優點

輸入輸出介面的優點包括:
  • 主介面中窗口可自由嵌入、拉出
  • 對應節點數量的大規模模型也具高效率的復原與重複功能
  • 支持複製、黏貼、數據檢查等方便實用的表格形式輸入
  • 滑鼠指標操作即可簡易製作連續梁元素、平板元素等
  • 對應UC-win/FRAME(3D)的數據文件格式
  • 支援三維CAD畫面的放大、縮小、移动等
  • 滑鼠指標拖曳操作即可對元素進行移動和旋轉
  • 現有模型可複製到其他模型重複利用
  • 模型制作順序具備歷史紀錄表示
  • 對應模型圖的多畫面功能
  • 高品質的報告輸出功能
  • 強大的檢索功能
●主介面

Engineer's Studio中採用了被稱為「絲帶」的全新用户介面。「絲带」引用自2007 Microsoft Office System,該技術被認為是未来Windows應用軟體的標準形式。「絲带」替代了以往的主菜單、工具欄,將複數個命令按功能進行歸類和分組化。由此可方便地訪問目的命令。Engineer's Studio的全新概念將這些複雜功能融為一體,實現高度的操作便利性。下圖為主介面示意圖。畫面上側的絲帶在畫面左側按樹結構排列。



介面範例

<例1>

下圖是左側數目路切換到「描繪設定」功能表,可進行固體表示、節點隱藏等設定,右側畫面中鳥瞰圖、平面圖、側面圖、正面圖的按鈕,可對各圖進行自由排列。


<例2>

複數個表形式輸入介面在一個介面中並列表示,可對任意個同時進行並列顯示,通過選項卡的切換還可以進行再配置。模型內通過滑鼠操作可增加或刪除節點,並自動在表內得到操作結果。



<例3>

左圖是滑鼠操作製作三角形平板元素示意圖。空間內依順序點選3處後點選應用按鈕,便會自動進行三角形網格的分割。右圖的四角形元素則是通過拖曳空間內2個點自動升成四角形元素。如圖所示均可在小畫面對網格分割的大小、元素種類進行設定。




<例4>
調出處尋找介面進行彈性梁元素尋找的示意圖。尋找元素選擇十字線和交點的標記設定。尋找素附有設為選擇狀態的選項

<例5>

平板元素在變形狀態和扭曲變形時的損傷判定結果的表示畫面。右側為分層的判定圖,左側是元素全體的判定圖。



<例6>

報告書輸出的設定畫面。輸出時接近目錄的形式進行輸出設定。

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