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GESP有限元分析中如何定義K節點?

回答:1  瀏覽:6563  提問時間:2015-10-14
GESP有限元分析中如何定義K節點?
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  GESP所采用的坐標系包括整體坐標系和單元局部坐標系,且均滿足右手定則。軟件中各參數與坐標系的對應關系,整體坐標系:載荷、位移、K點定義、支座反力等;單元局部坐標系:單元內力、單元變形圖、單元內力圖等。

  ⑴ 如圖1所示的整體坐標系,沿用AutoCAD坐標系規則,其XOY位于紙面,Z軸垂直于紙面向外。


  圖1 GESP2010的整體坐標系和局部坐標系

  ⑵ 單元局部坐標系確定原則如下:

  首先確定X軸(1軸即桿軸),X軸沿桿件方向,方向由小節點編號節點指向大節點編號節點;然后確定Y軸(2軸,通常為弱軸),Z軸(3軸,通常為強軸),確定原則是:Y軸通過定義K點確定,再按右手定則即可確定單元坐標系的Z軸。

  定義K節點的方法:

  確定了K點實際上就是確定了單元局部坐標系,坐標原點0位于截面形心點,1軸沿桿軸方向由上述規則確定,2軸方向由K點確定,3軸方向垂直于平面1—0—2。如下圖2所示,定義K節點坐標,由單元兩端的I、J節點與K節點構成空間平面(如對工字形鋼來說是確定了腹板平面),在該平面內從K點向1軸作垂線,該垂線的方向就是2軸的方向(從垂足指向K點),然后即可根據右手定則確定3軸方向。對于一個工程模型,各個桿件的空間擺放位置可能各不相同,如果按照上述定義K點的方法,需要分別定義每個桿件的方位。為了簡化方位定義,軟件采用了K點沿某個坐標軸方向無窮大的方法。比如K點Z向無窮大(此時K點x與y坐標采用單元中點的x與y坐標),由單元兩端的I、J節點與K節點構成空間平面(三點共線的情況軟件會自動處理),由于K點Z向無窮大,該平面將平行于Z軸且垂直于XOY面,2軸的方向就是在該平面內從K點向1軸作垂線,然后3軸也隨之確定,從而確定單元的擺放。這樣就無需為每個桿件定義自己獨特的方位,對于方位一致的桿件可統一定義。K點X 、Y向無窮大定義類似。


  圖2方位的定義

  i—j—k 平面和1—0—2平面是同一平面,確定了k點的位置就確定了i—j—k平面的位置,即確定了構件1—0—2平面的的位置。

回答時間:2015-10-14

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