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MIDAS/SPC(SectionalPropertyCalculator)1SPC的使用说明的使用说明的使用说明的使用说明SPC是“截面特性值计算器截面特性值计算器截面特性值计算器截面特性值计算器—SectionalPropertyCalculator”的缩写。以往的程序只能以Line或Plane一种形式来模拟截面形状，在SPC中用户可以根据需要任意选定Plane形式的截面或Line形式的截面来模拟截面形状。Plane形式的形式的形式的形式的截面截面截面截面画完轮廓之后，在Generate里选择PlaneType，程序会按照轮廓所指定的Plane范围自动生成截面。计算截面特性值时，程序会通过网格自动生成功能在截面的Plane范围内生成网格之后，利用该网格计算各特性值。计算抗扭刚度时，首先利用有限元方法计算Prandtl的应力函数，通过对应力函数进行积分计算抗扭刚度。Line形式的形式的形式的形式的截面截面截面截面对于薄壁截面，可先指定线的厚度画出截面形状之后，在Generate里选择LineType生成截面。显示LineType的线必须有厚度，因为程序是利用此厚度计算截面特性的。Line截面的抗扭刚度是根据剪力流(ShearFlow)计算的。※注意事项注意事项注意事项注意事项MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面的抗扭刚度计算方法参见附录一。对于MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的规则截面，利用MIDAS/Civil、Gen的截面特性计算功能计图图图图1111----(1)(1)(1)(1)生成生成生成生成PlanePlanePlanePlane截面的过程截面的过程截面的过程截面的过程图图图图1111----(2)(2)(2)(2)生成生成生成生成LineLineLineLine截面的过程截面的过程截面的过程截面的过程建立截面的轮廓生成Plane截面利用网格进行计算利用有厚度的线建模生成/计算Line截面MIDASIT()2算截面特性值比SPC更好一些。MIDAS/Civil和Gen数据库中提供的PSC截面，当用户输入的截面属于薄壁型截面时，应使用本截面特性值中的Line方式重新计算抗扭刚度，然后在截面特性值增减系数中对抗扭刚度进行调整。对于Plane形式的截面，程序是通过有限元法来近似计算抗扭刚度的。在抗扭问题里使用的近似求解法有Ritz法(或者Galerkin法)、Trefftz法，所有的近似求解都与实际结果多少有点误差，其特征如下：JRitz≤JExact≤JTrefftz像SPC一样利用有限元法近似地计算抗扭刚度时，通常使用Ritz法,故其计算结果有可能比实际的抗扭刚度小。用户可通过加大网格划分密度方法来提高结果的精确度。对于Line形式的截面,如薄壁截面，线的厚度很薄时几乎可以准确地计算其抗扭刚度。但是如果是闭合截面（无开口截面），这种计算方式会导致其抗扭刚度的计算结果随着线厚度的增加而变小，所以对于不是薄壁截面的闭合截面应尽量避免使用Line的方式计算截面特性。在SPC中对薄壁闭合截面，对闭合部分一定要使用modelclosedloopRegister指定闭合。SPC可以在一个窗口里任意的建立很多个截面，并分别进行分析，且可根据名称、位置、截面特性值等可以很方便地对截面进行搜索及排列。SPC计算的截面特性值如下：图图图图2222将将将将DXFDXFDXFDXF文件中的截面形状导入后文件中的截面形状导入后文件中的截面形状导入后文件中的截面形状导入后，，，，生成截面并进行排列生成截面并进行排列生成截面并进行排列生成截面并进行排列MIDAS/SPC(SectionalPropertyCalculator)3在SPC里建立的截面可以通过以下文件形式输出。MIDAS/Civil[Gen]的的的的MCT[MGT]文件文件文件文件此时无法导出具体的截面形状，而是按MIDAS/Civil[Gen]截面数据库中的“数值”形式建立一个正方形，其边长为截面有效面积的平方根。另外，SPC不提供截面的周长、剪切面积、剪切系数的计算结果，这些值均按0处理。AutoCADDXF文件文件文件文件在SPC里建立的截面形状可以输出DXF格式的文件。在截面的形心位置会自动生成点。文本文件文本文件文本文件文本文件各种截面特性值在文本文件里以表格形式输出。除输出SPC所计算的截面特性以外，还输出截面抵抗拒(SectionModulus:Z=I/c)。SPC的建模窗口为x-y平面,构件的纵向为z轴。由SPC输出的MIDAS/Civil(Gen)的MCT(MGT)文件中，程序会自动转换坐标轴。但是当用户在MIDAS/Civil(Gen)中手工直接输入利用SPC计算的截面特性值时，应注意相对应的坐标轴。截面列表换算的基准材料(联合截面时)截面的形状、形心位置、基准材料部分单位体系截面特性截面特性截面特性截面特性-面积(Area:联合截面时为有效面积)-截面惯性矩(Ixx,Iyy)-截面惯性积(Ixy)-抗扭刚度(J)-从形心到各方向最外端的距离显示截面排序的方法表示联合截面图图图图3333输出截面特性对话框输出截面特性对话框输出截面特性对话框输出截面特性对话框MIDASIT()4操作环境操作环境操作环境操作环境SPC所提供的各种工具条可以通过ToolsCustomize来设定是否显示,并利用鼠标的拖放功能方便地设定其位置。信息窗口建模:点、线、面状态栏操作窗口视图关联菜单图图图图4SPC4SPC4SPC4SPC的程序的画面构成的程序的画面构成的程序的画面构成的程序的画面构成用户坐标系/整体坐标系UCS/GCS树形菜单激活/钝化选择文件截面特性捕捉图图图图5555设定工具条的对话框设定工具条的对话框设定工具条的对话框设定工具条的对话框MIDAS/SPC(SectionalPropertyCalculator)5在树形菜单、工具条、关联菜单里提供了所有与SPC的建模及截面计算相关的功能，用户可以很方便地调出各项功能来进行建模和计算。设定单位体系、显示/隐藏模型信息、设定颜色等可在工具条里点击(Setting)，或者在ToolsSetting进行设定。GeneralTolerance在这里指定容许误差。一般情况下，程序会根据设定的单位体系自动进行合理的调整。UnitSystem在这里指定单位体系。如果更改单位体系，会出现如下的对话框,如点击“是(Y)”，所有的数据会按照指定的单位体系而自动的进行换算、更改。DisplaySection-Name:在操作窗口中显示截面名称。-Material:对于联合截面来说，显示各部分指定的材料。图图图图6Setting6Setting6Setting6Setting对话框对话框对话框对话框MIDASIT()6Curve-Width:表示线的厚度。-ID:在操作窗口中显示线的编号。Point-Display:在操作窗口中显示点。-ID:在操作窗口中显示点的编号。ClosedLoop-Display:在操作窗口中显示封闭曲线。-ID:在操作窗口中显示封闭曲线的编号。CoordinateAxis-Display:在操作窗口中显示当前坐标系的坐标轴。ColorView-SelectedEntity:指定被选择个体的颜色。-Background:指定操作窗口的背景颜色。ClosedLoop指定封闭曲线的颜色。Curve-Normal:指定线的颜色。对于有厚度的线指定的是线外轮廓的颜色。-Width:指定有厚度的线的厚度部分的颜色。-CalculatedSection指定完成截面计算后所构成的线的颜色。通过此颜色可以一目了然的区别已进行截面计算的截面和未进行计算的截面。Point图图图图7777联合截面的各部分输出的材料信息联合截面的各部分输出的材料信息联合截面的各部分输出的材料信息联合截面的各部分输出的材料信息材料号和名称材料号和名称换算截面的基准截面MIDAS/SPC(SectionalPropertyCalculator)7-Normal:指定点的颜色。-Centroid如进行截面计算，程序会自动在各截面的形心处生成点。此功能用于指定该点的颜色。SPC具有以下选择功能：Select对个体进行选择选择选择选择或解除选择解除选择解除选择解除选择。可以通过点击一个对象进行选择；若对多个对象进行选择，可以按住[Ctrl]键逐个点击对象进行选择或者是通过移动鼠标进行选择——在鼠标所设定的四边形的对角线的范围内的全部个体或部分个体会被选择。如若再次点击已被选中的个体，则其将被解除选择。.PreviousSelection选择之前选过的个体。NewcomerSelection选择最新建立的个体。SelectGroup选择在组目录中指定的组所包含的个体。点击SelectGroup图标对其激活后，在组目录中选择所要指定的组，其所包含的个体皆被选中。在使用SPC选择功能时，即使通过窗口选择全部个体，也将根据当前所调出的命令(如修改线宽)，只有能适用该命令的个体才能被选中。在当前没有调出任何菜单时可以对全部的个体进行选择。SPC还提供可根据点、线、面各种不同的条件来选择个体的Pick功能。点击SelectGroup图标所激活的选择组的目录MIDASIT()8操作例题操作例题操作例题操作例题-1对图8所示的截面以Plane截面和Line截面两种方式建模并进行截面计算。因为截面对x轴和y轴是对称的，所以只要建立左侧上端的1/4部分，然后通过对称复制就可以建立整个截面。首先，点击工具条的(Setting)图标在General里将单位设定为kgf、mm，取消Display里的CoordinateAxis的Display选项，然后点击工具条的(ZoomAuto-Fit)图标，使模型在整个建模过程中都可以按操作窗口自动对齐。例题的截面大小为125×250，可以点击工具里的(GridSetting)图标，将GridSize设为10。。。。由于SPC的GridSetting里以所指定的栅格间距为基准进行相关的画图、视图功能，所以即使不直接使用栅格捕捉功能，适当地指定其栅格间距会更方便一些。下面绘制Plane截面：调出ModelCurveCreateLine菜单，在生成直线对话框(参见图9)里的Point1处输入–3.75,0,选择Dx,Dy选项，输入0,75之后点击Apply按钮。调ModelPointTranslate单，图10-(2)，选择线端为复，图10-(1)动复对话Mode选择Copy,DeltaX,YDx输栏输0、Dy输栏输37.5，选择CopyOptionConnectbyLine选项击Apply钮。则该将复，62.512.537.5107558.75SymmetricLinexy7.5SymmetricLine图图图图8888例题截面例题截面例题截面例题截面1/4对称部分MIDAS/SPC(SectionalPropertyCalculator)9并连复线。在所有可以建立线的对话框中，都提供可以指定线的厚度和线的对齐方向的功能(Width和Alignment)功能。构成Line截面的线必须有厚度，而构成Plane截面的线不需要有厚度(用户即使指定了线的厚度，在生成Plane截面之后也会自动忽略线的厚度)。现在是Plane截面，线不需要有厚度，所以其相关的功能无法使用。继