迈达斯结构力学例题教学

根据您提供的内容，**迈达斯结构力学例题教学主要涉及连续梁分析、桁架分析、拱结构分析、框架分析以及受压力荷载的板单元分析等**。以下是对迈达斯结构力学例题教学的摘要：，，1. **连续梁分析**：通过一个具体的Z轴方向荷载为60 tonf/m²×20 m×3的例子，展示了如何利用迈达斯(MIDAS Civil)软件进行连续梁的分析，包括荷载施加、反力计算和位移与内力的求解。，，2. **桁架分析**：以一实际案例为基础，讨论了在桁架结构中应用扩展单元功能来建立模型的过程，并分析了在温度变化下桁架结构的响应。，，3. **拱结构分析**：介绍了如何使用迈达斯软件进行拱结构分析，包括荷载类型（如均布荷载、温度荷载等）的处理，以及如何通过软件计算拱结构的反力、位移和内力分布。，，4. **框架分析**：通过一个框架结构分析的例子，展示了如何在迈达斯软件中建立框架模型，并进行荷载施加、内力计算和位移分析。，，5. **板单元分析**：讲解了如何使用迈达斯软件中的板单元功能来进行板结构分析，包括荷载的施加和板单元的变形计算。，，迈达斯结构力学例题教学涵盖了从连续梁到板单元的各种结构分析方法，旨在帮助学生通过实际操作加深对结构力学原理的理解和应用。

一、Midas Gen相关例题教学

（一）结构建模与基本设置

模型导入与单位调整
- 首先要将CAD绘制好的模型导入Midas Gen。在导入前需注意CAD建模时的节点搭接问题，不同截面类型的杆件建在不同图层方便导入。导入时打开Midas Gen并将右下角单位调整为N、mm。例如在实际操作中，如果不注意这些细节，可能会导致模型导入后出现尺寸错误或节点不匹配等问题。
材料与截面定义
- 定义材料塑性（如范米塞斯 - 65）方便后期做非线性参数（选作步骤，若后期不验算非线性参数可不设置）。同时要点击截面并创建各类截面，截面数量应与CAD模型的构件类型数量一致。还要注意定义竹皮材料时参数的正确填写，像容重是为了估算结构重量需准确填写，阻尼比在动力学问题（如考虑振动作用）时需要填写并进行模拟，否则可不填写。
结构的通用设置
- 自重转换与层数据处理：将自重转换为质量可方便后期出自重估算，关闭层相关数据（因为这些数据主要用于层概念的建筑物，不关闭会影响非线性计算）。
- 支座和边界定义：要正确定义结构的支座和边界，可通过点击相应操作选中节点和单元。
- 荷载工况定义：定义结构的荷载工况，如用户自定义荷载工况储存竞赛加载重力、恒荷载工况储存自重，然后点击节点荷载并选择相应节点输入参数点击适用确保荷载加上。

（二）不同类型分析

线性屈曲分析
- 点击分析中的屈曲，选择模态（如20个），添加外荷载工况，组合系数取1.0后点击运行分析。查看结果时找到整体运动的模态（对于容易失稳的结构屈曲模态一般在一阶模态），通过临界荷载系数乘以当时在节点上荷载的总和得到结构的临界力。例如，若得到系数0.201，加载点荷载为2×100N，则临界力为0.201×2×100 = 40N，并且可以判断结构的屈曲类型（如带扭转屈曲破坏）和受力效率情况。
强度分析
- 进行强度分析需要先将模型解锁并将屈曲分析控制的数据删除，点击受拉设计的单元并选择成为受拉单元（选填极限拉力），也可对梁端释放弯矩（在0.05 - 0.1范围内调幅，若是铰接可设定为0.9 - 0.95）使结果更可靠，然后点击运行分析并查看结果，根据结果查看构件强度是否达标以及构件的挠度是否超过要求。
非线性仿真
- 点击解锁模型，若之前定义了受拉单元，需要将受拉单元全部改为普通的梁单元才能正确进行非线性计算。为查看结构破坏形态，可适当加大节点荷载（建议比满载条件增加20% - 50%）。定义非线性工况时要注意是否同时考虑几何非线性和材料非线性（如结构发生大变形类型可同时考虑），通常仅点击材料非线性即可，然后点击运行分析（大约等待1min左右查询结果），点击查询结果查看动画，观察结构从受小变形力到进入破坏状态大变形的过程。

二、Midas - Civil相关例题教学

（一）结构建模与基本设置

节点与基准线定义
- 例如在对简单结构进行分析时，要进行节点投影操作，定义基准线（如定义基准线P1(0,0,0)，P2(50,0,0)或通过节点定义），设置边界条件（如一般支承），以及开启静力荷载相关设置（如节点荷载、梁单元荷载）等操作。
动力特性相关设置（时程分析前）
- 在运行时程分析之前，首先要运行特征值分析来了解结构的动力特性。要输入特征值分析控制数据，如只考虑结构的1阶模态的影响进行时程分析时，要设置分析/特征值分析控制频率数量(1)、特征值控制参数迭代次数(20)、子空间大小(0)、收敛误差(1e - 006)等参数。
热应力分析相关设置（特殊分析情况）
- 当对由钢丝和铜丝构成的简单结构进行热应力(thermal stress)分析时，要分别设置钢丝和铜丝的材料参数，如钢丝的弹性模量(Es):30×106psi、热膨胀系数(αs):70×10 - 7in/in℉，铜丝弹性模量(Ec):16×106psi、热膨胀系数等参数。