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【WSAP】结构力学求解器(四):单元荷载定义[开源]

“均布荷载、集中荷载、三角形荷载、梯形荷载

WSAP为开源结构力学求解器,开放简洁、实用的.NET接口。有.NET开发经验的个人及团队,不妨尝试下WSAP来满足力学求解需求,协助打造结构选型、截面优化及条文复核等衍生产品。WSAP相关推送如下:

【WSAP】结构力学求解器(一):二阶效应分析[开源]

【WSAP】结构力学求解器(二):模态分析[开源]

【WSAP】结构力学求解器(三):杆端释放[开源]

本期推送主要介绍WSAP框架单元的荷载定义方式。WSAP目前开放了均布荷载、集中荷载、三角形荷载及梯形荷载.NET接口,荷载间可相互组合使用。WSAP支持任意荷载的分布模式,若有需求可持续开放。点击“阅读原文”可直接查看WSAP开源项目

算例关键接口示例

  1. //模型初始化

  2. //量纲:N、mm、t

  3. var model =newW ModelNet();


  4. /// <summary>

  5. /// WElementNet:设定单元杆端弯矩释放类型

  6. /// FrameReleaseEnum.NoRelease:不释放弯矩(默认)

  7. /// IRelease:释放i端弯矩

  8. /// JRelease:释放j端弯矩

  9. /// IJRelease:释放ij端弯矩

  10. /// </summary>

  11. /// <param name="releaseType"> 杆端弯矩释放类型 </param>

  12. /// <returns> 是否修改成功 </returns>

  13. bool isSuccess = beam.SetReleaseType(FrameReleaseEnum releaseType);


  14. /// <summary>

  15. /// WModelNet:对框架单元施加均布荷载(-Z方向)

  16. /// 荷载分布形式:----

  17. /// </summary>

  18. /// <param name="elementTag"> 单元编号 </param>

  19. /// <param name="gravityUniformLoad"> 均布荷载 </param>

  20. /// <returns> 是否施加成功 </returns>

  21. bool isSuccess = model.AddBeamUniformLoad(int elementTag, double gravityUniformLoad);


  22. /// <summary>

  23. /// WModelNet:对框架单元施加点荷载(-Z方向)

  24. /// 荷载分布形式:*

  25. /// </summary>

  26. /// <param name="elementTag"> 单元编号 </param>

  27. /// <param name="gravityLoad"> 点荷载 </param>

  28. /// <param name="loadLengthFacotr"> 点荷载施加位置:距I端长度系数 </param>

  29. /// <returns> 是否施加成功 </returns>

  30. bool isSuccess = model.AddBeamPointLoad(int elementTag, double gravityLoad, double loadLengthFacotr);


  31. /// <summary>

  32. /// WModelNet:对框架单元施加三角形荷载(-Z方向)

  33. /// 荷载分布形式:/

  34. /// </summary>

  35. /// <param name="elementTag"> 单元编号 </param>

  36. /// <param name="gravityMaxLoad"> 三角形荷载峰值 </param>

  37. /// <param name="loadLengthFacotr"> 三角形荷载峰值位置:距I端长度系数 </param>

  38. /// <returns> 是否施加成功 </returns>

  39. bool isSuccess = model.AddBeamTriangularLoad(int elementTag, double gravityMaxLoad, double maxLoadLengthFacotr);


  40. /// <summary>

  41. /// WModelNet:对框架单元施加梯形荷载(-Z方向)

  42. /// 荷载分布形式:/---

  43. /// </summary>

  44. /// <param name="elementTag"> 单元编号 </param>

  45. /// <param name="gravityMaxLoad"> 梯形荷载峰值 </param>

  46. /// <param name="maxLoadLengthFacotrI"> 梯形荷载峰值峰值起始位置:距I端长度系数 </param>

  47. /// <param name="maxLoadLengthFacotrJ"> 梯形荷载峰值峰值终点位置:距I端长度系数 </param>

  48. /// <returns> 是否施加成功 </returns>

  49. bool isSuccess = model.AddBeamTrapezoidLoad(int elementTag, double gravityMaxLoad, double maxLoadLengthFacotrI, double maxLoadLengthFacotrJ);


  50. /// <summary>

  51. /// WModelNet:创建有限元模型

  52. /// </summary>

  53. /// <param name="clearLoadCases"> 是否清空荷载 </param>

  54. /// <returns> 是否创建成功 </returns>

  55. bool isSuccess = model.CreateFEModel(bool clearLoadCases);


  56. /// <summary>

  57. /// WModelNet:基于荷载的线性求解器

  58. /// </summary>

  59. /// <returns> 是否求解成功 </returns>

  60. bool isSuccess = model.DoLinearStaticAnalyze();

荷载测试

定义三根两端固接的框架梁,通过SetReleaseType实现杆端释放(梁A两端固接、梁Bi端铰接、梁C两端铰接),再通过AddBeamPointLoad等命令分别施加集中荷载、均布荷载、三角形荷载及梯形荷载(如图1所示),最后通过DoLinearStaticAnalyze完成求解。

图1 SAP2000杆端释放与荷载施加示意图

以一端铰接一端固接的模型为例,通过GetSectionForcesGetSectionPosList分别获得监测截面的力和位置,绘图内力图如图2-图5所示。

图2 集中荷载下梁内力结果对比

图3 均布荷载下梁内力结果对比

图4 三角形荷载下梁内力结果对比

图5 梯形荷载下梁内力结果对比
点击“阅读原文”可直接查看WSAP开源项目及SAP2000算例

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