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[力学架构] No.6力学架构软件与书籍推荐

   以下有很多软件,可供力学架构进行筛选,下图中均为材料力学性能参数的设置教学,工欲善其事,必先利其器,以下软件仅需要其中1~2款即可完成力学架构的计算。

B.1  力学求解器

    力学求解器是建立在纯粹的结构力学基础上,可以简易的计算分析模型的初步计算,对于对称结构的、可取单榀的结构,计算效率较好,计算结果稳定。该软件使用的方法为:矩阵位移法(杆系单元),但缺点是模型过于理论化、虽然能大致判断破坏模式,但是理论和实际模型有部分差别,并且无法较好建立三维空间模型,但基本足够满足力学架构设计要求。

B.2  3D3S

    3D3S是同济大学张其林教授的研发团队基于AutoCAD而开发的,界面比较精简。对于建立网架网壳有非常便捷的功能,仅需1分钟可建立完善,而且较为合理的模型,如12届国赛结构设计竞赛(同惠州学院2018年力构),该软件也是基于杆系单元的有限元方法计算,优点是力学求解概念清晰,并且建立模型快捷方便,但由于该自出生以来主要服务的还是钢结构,所以需要使用者有较强的力学功力,将材料力学性能参数调对,不过好在它的接口不错,可以再这里建模完导入Midas gen/ SAP2000/ ANSYS/ ABAQUS,再调整参数进行计算。

B.3  Midas gen

    Midas gen是华裔学生在韩国时开发的一款通用结构设计软件,这款软件主要还是以杆系单元进行有限元计算分析的,虽然它也能进行实体单元分析,但是较少用,它的好处就是截面漂亮,实现和操作简便,而且不管是何种结构几乎都能用该软件进行计算分析,若是力学功底不是很扎实,又想在力学架构上做出比较好的理论计算分析,可以采取该软件。

B.4  SAP2000

    SAP2000是加州大学伯克利分校威尔逊教授主持开发的,CSI公司旗下的软件,这款软件具有世界公认稳定的计算内核,世界目前暂且最高的迪拜塔是由SAP2000设计计算分析的(由Midas gen复核),优点就是力学计算内核非常稳定,计算精度和效率高,缺点就是操作相对复杂,很多功能在功能的功能里,需要使用者有较好的力学功底与操作熟悉程度。

B.5   ABAQUS

    ABAQUS是索达公司旗下的一款大型有限软件,模型设置正确,基本不用怀疑计算分析结果是否失真,该软件主要做固体力学有限元计算,可以较好的完成任何固体力学范畴内的模拟非线性仿真,比如力学架构的瞬时碰撞,风场的固流耦合等等,不需要过多的假定,可以采用杆系单元,也可以采用实体单元,并且能模拟真实的力学架构的破坏或者倒塌。一款性能相当强的软件,但缺点是需要使用者对力学功底的完备性,对使用者力学功底要求很高。

B.6   ANSYS

    ANSYS是研究级别的软件(如果说第2-4款是设计级别的),它的精度是毋庸置疑的,该软件是世界最知名的大型通用有限元软件之一,仿真的是世界上任何存在的物理问题,流体问题、固体问题等等,该软件都能较好的呈现模拟出实际状态,并且到现今的版本,计算方法不再局限于有限元,可以采用有限差分、无网格法等等进行求解,软件是全英的,没有汉化处理,对使用者不仅力学功底要求很高,专业英文水平也需要一些。结构设计大赛国赛,部分学校会采用该软件进行计算分析。

B.7   Soildworks

    SolidWorks是达索系统下的子公司,专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品,之所以选上做力学架构,主要原因是力学架构的计算分析类似机械拼装,并且有较高保证的应力云图计算精度,但由于该软件是机械类软件,力学架构运用该软件较少。

总结

    一般力学架构普遍用的软件在这里基本全部呈现出来了,难度排序大致是力学求解器→Midas gen→3D3S→Soildworks

→SAP2000→Abaqus→ANSYS。但依然还是建议用好力学求解器,走遍全天下,如果要较好的结果并且简单操作可以试一试采用Midas gen或SAP2000。

推荐

·低年级组参赛建议使用力学求解器:

链接:

https://pan.baidu.com/s/1M4srIXAJW5FLR5PgGAQp2g

提取码:

yay8

·推荐参考学习书籍

(1)罗福午《建筑结构概念设计及案例》(适合大一及以上)

(2)江见鲸《建筑结构概念设计与选型》(适合大二及以上)

(3)林同炎《结构概念和体系》(适合大二及以上)

力学架构是一个体现 土建类学生 理论与实践 

完美结合的竞赛。

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