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GESP有限元分析中如何定义K节点?

回答:1  浏览:5853  提问时间:2015-10-14
GESP有限元分析中如何定义K节点?
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  GESP所采用的坐标系包括整体坐标系和单元局部坐标系,且均满足右手定则。软件中各参数与坐标系的对应关系,整体坐标系:载荷、位移、K点定义、支座反力等;单元局部坐标系:单元内力、单元变形图、单元内力图等。

  ⑴ 如图1所示的整体坐标系,沿用AutoCAD坐标系规则,其XOY位于纸面,Z轴垂直于纸面向外。


  图1 GESP2010的整体坐标系和局部坐标系

  ⑵ 单元局部坐标系确定原则如下:

  首先确定X轴(1轴即杆轴),X轴沿杆件方向,方向由小节点编号节点指向大节点编号节点;然后确定Y轴(2轴,通常为弱轴),Z轴(3轴,通常为强轴),确定原则是:Y轴通过定义K点确定,再按右手定则即可确定单元坐标系的Z轴。

  定义K节点的方法:

  确定了K点实际上就是确定了单元局部坐标系,坐标原点0位于截面形心点,1轴沿杆轴方向由上述规则确定,2轴方向由K点确定,3轴方向垂直于平面1—0—2。如下图2所示,定义K节点坐标,由单元两端的I、J节点与K节点构成空间平面(如对工字形钢来说是确定了腹板平面),在该平面内从K点向1轴作垂线,该垂线的方向就是2轴的方向(从垂足指向K点),然后即可根据右手定则确定3轴方向。对于一个工程模型,各个杆件的空间摆放位置可能各不相同,如果按照上述定义K点的方法,需要分别定义每个杆件的方位。为了简化方位定义,软件采用了K点沿某个坐标轴方向无穷大的方法。比如K点Z向无穷大(此时K点x与y坐标采用单元中点的x与y坐标),由单元两端的I、J节点与K节点构成空间平面(三点共线的情况软件会自动处理),由于K点Z向无穷大,该平面将平行于Z轴且垂直于XOY面,2轴的方向就是在该平面内从K点向1轴作垂线,然后3轴也随之确定,从而确定单元的摆放。这样就无需为每个杆件定义自己独特的方位,对于方位一致的杆件可统一定义。K点X 、Y向无穷大定义类似。


  图2方位的定义

  i—j—k 平面和1—0—2平面是同一平面,确定了k点的位置就确定了i—j—k平面的位置,即确定了构件1—0—2平面的的位置。

回答时间:2015-10-14

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