第二章 ADINA功能简介
第二章 ADINA功能简介
一、ADINA用户界面
ADINA是一个全集成有限元分析系统，所有分析模块使用统一的前后处理用户界面ADINA User Interface (AUI)，易学易用，采用友好Windows图标风格创建几何模型，实现所有建模和前后处理功能。其命令流文件Jobname.in自动记录跟踪用户的所有输入数据，用户可以根据需要随意查看、编辑Jobname.in文件达到重建或修改整个模型的目的。
ADINA-AUI的主要特点是：采用Parasolid为核心的实体建模技术，这是许多大型CAD 软件采用地一种几何建模技术，因此可以方便地创建各种复杂的几何模型。同时，ADINA 提供各种几何数据接口，可以与当前的各种主流CAD软件实行无缝集成（如Unigraphics,SolidWork、SolidEdge、Pro/ENGINEER、I-DEAS、AutoCAD等等），直接利用CAD软件生成的几何模型进行有限元分析计算。ADINA提供了多种网格划分工具，能对复杂模型进行全自动六面体网格划分，单元大小易于调整。另外ADINA不但可以与CAD软件实现无缝连接，而且还可以与Nastran等软件交换有限元模型数据。
1 前处理功能：
?Windows图标风格
?用户可以根据需要添加和减少图标，任意组织界面
?可对常用功能操作自定义快捷键
?具有Undo和Redo功能
?模型动态旋转、缩放和平移
?快速方便的布尔运算，快速建立复杂模型
?各种加载方式，载荷可以随时间和空间位置而变化
?多种网格划分功能，可对复杂模型进行自动六面体网格划分
2 后处理功能：
?支持各种结果变量可视化处理方法，具有网格变形图、彩色云图、等值线图、矢量
图、曲线图及其它实用绘图功能
?同一窗口可以显示不同的结果图形
?可对模型图进行隐藏、透明显示
?屏幕或文件变量数据列表
?方便的绘制出模型的任意点任一计算结果参量随时间或其他参量的变化曲线，例如应力－应变曲线、位移－时间曲线、应力－时间曲线等等
?可以进行变量运算，从输出变量中定义导出变量
?可以对相对结果进行图形显示（如最终时刻相对于t1时刻的变形情况－相对位移，常用于含地应力问题的变形结果处理。）
二、 土木建筑专用材料本构
ADINA的材料模式十分丰富，除了通用的线弹性、弹塑性、粘弹、粘塑、蠕变等材料模式外，还提供了7种专用于土木方面的材料模式：曲线描述的粘土材料、Drucker-Prager 材料、Cam-clay材料、Mohr-coulomb材料、混凝土材料、LUBBY2徐变模型、多孔介质属性（骨架可以是任何材料模型或用户自定义的材料本构）。
?曲线描述的地质材料（curve description material model）
这种材料模型主要用来模拟地质材料。材料曲线用分段线性的方式给出了加载和卸载两种不同状态下的体积模量和剪切模量与体积应变的关系。这种材料的一个重要特点是如果主拉伸应力超过了给定值，材料将会发生弱化。程序提供了两个弱化选项：tension cut-off和cracking，一旦弱化发生材料将变为正交各向异性材料，对应于最大主拉伸应力方向的法向刚度和剪切刚度将会变小。在tension cut-off模式中，对应于最大主拉伸应力方向的法向刚度和剪切刚度将会变小，但是应力将会保持不变，此种方式主要用于模拟材料的弹塑性流动。在Cracking模式中除了法向刚度和剪切刚度变小，对应的法向应力和剪切应力也将释放，这主要用来模拟裂纹，如拉伸失效面。
? Drucker-Prager材料
这种材料模型基于Drucker－Prager屈服条件，具有理想塑性Drucker－Prager屈服性能和Cap硬化性能，采用Drucker－Prager和Cap屈服方程。除了在Cap曲线存在材料硬化外，一般Drucker－Prager材料为理想弹塑性材料，不具有材料硬化性能。材料的拉应力不允许大于给定值（tension cut-off），一旦超过tension cut-off值，程序自动把全部剪应力置为零，全部正应力置为T/3（T为tension cut-off值）。
? Cam-clay材料
这种材料模型是一种取决于压力的塑性材料，以椭圆屈服方程作为破坏判定准则。主要用来模拟粘土材料在正常固结和超固结情况下的应变硬化和软化、模拟静水压力和弹性体积应变的非线性关系。
? Mohr-coulomb材料
这种材料模型服从理想塑性Mohr-coulomb破坏准则。当使用Mohr-coulomb材料时，由剪力引起的材料体积变形只取决于扩展角，因此为避免材料病态的大变形，应令扩展角小于摩擦角。另外，材料的拉应力不允许大于给定值（tension cut-off），一旦超过tension cut-off 值，材料采用最大拉应力准则（Rankline准则）。
?混凝土材料
ADINA提供的混凝土单元不仅可以模拟混凝土材料，同时也适用于模拟任何脆性岩石材料。该单元可以描述材料非线性应力应变关系，同时考虑材料软化、模拟滞回曲线、模拟材料失效后性能（包括材料开裂后性能、压碎后性能、应变软化性能）、考虑温度作用的影响。另外，虽然混凝土的泊松比通常为常量，但根据试验结果表明混凝土的应力超过最大应力80％以后，材料泊松比会发生变化，因此，程序中允许改变材料泊松比值。混凝土材料的应力应变关系采用多轴应力应变关系，较好的模拟约束混凝土的作用。ADINA中混凝土材料本构也适用于脆性岩土材料，并同样得到广泛的应用。
? LUBBY2徐变模型
LUBBY2徐变模型主要用来模拟混凝土和岩石材料的长期徐变行为，用户可选择使用
应变强化或时间强化。徐变方程的系数既可以是常数也可以随温度而变化，另外在徐变模型中还考虑了卸载和周期载荷的影响，当材料的徐变过大时可能会导致材料破坏，用户也可以根据需要定义不同温度下的徐变破坏准则。
?多孔介质属性
多孔介质属性主要用于承受静态或动态载荷的岩土多孔结构，它可以处理多孔固体骨架和通过它的流体之间的相互作用。多孔介质属性可用来解决下列类型的问题：不排水条件多孔结构分析（Undrained analysis）、瞬态静力分析（固结分析Consolidation）、瞬态动力分析（多孔结构失效，例如土壤液化）。在瞬态静力分析中，可以得到孔压、位移和应力分布以及它们随时间的变化。在瞬态动力学分析中除可以得到瞬态靜力分析所能得到的结果外，更关心的可能是土壤的液化失效，在地震灾害中，地下结构土壤液化（Liquefaction）往往是一种重要的失效模式。
?其它材料本构
除此之外，ADINA提供的本构包括Duncan-Zhang标准E-B模型以及随时间变参数材料模型,这些材料模型的使用通过动态链接库实现。有关Duncan－Zhang模型的详细说明请参考第六章中相关内容。
三、 载荷与边界条件
在ADINA中用户可以根据需要施加各种载荷：力、力矩、位移、线压力、面压力、离心力重力、电磁力等场力、管的内压力、温度、温度梯度、孔流、孔压力、热流密度、速度以及各种初始条件。这些载荷既可以是恒定载荷，也可以随时间和空间位置的变化而发生变化，即载荷可以是时间和空间位置的函数。其特点主要有：
?载荷可以是时间和空间位置的函数，即定义时间函数和空间函数；
?既可以模拟方向不变的力也可以模拟跟随力，在大变形问题中这将产生截然不同的两种结果，并且力的方向可以是任意的；
?既可以模拟方向不变的压力也可以模拟结构表面跟随压力；
?边界条件具有生死功能，可以随时间而变化，这在混凝土的浇注等应用中具有重要意义；
?可以方便的给定任意方向的约束，如约束一条任意曲线的切向位移。
四、ADINA计算分析功能
ADINA经过了大量工程问题的严格测试，由于其可靠性、高效性在土木工程行业中得到广泛应用并且取得极高的声誉。
?ADINA中非线性的概念
分析各种土木结构在一定边界条件和载荷作用下内力、应力、变形等分布情况问题。ADINA是目前世界上非线性功能最有效、可靠的分析软件，在静力分析中能够有效地考虑各种非线性效应，即几何非线性、材料非线性、状态非线性等。另外，ADINA在土木结构中，允许设置梁柱节点的刚度，可以指定其为刚性节点、有限刚度节点、铰节点（释放某一点的内力），以便更加真实的反映框架结构、框架剪力墙结构的实际工作状态。
?几何非线性：ADINA在结构计算中可以考虑大变形、大应变、应力刚化等几何非线性问题，在土木行业中应用相当广泛，例如在大跨度悬索结构、薄膜结构、各种类型桥梁结构中（悬索桥、斜拉桥等）、高层钢结构、固液耦合分析中均需考虑多种几何非线性。
?材料非线性：ADINA提供各种非线性材料模式，例如多种弹塑性、非线性弹性、超弹、粘弹、粘塑、蠕变、复合材料、混凝土材料及专用的岩土材料模式、多孔介质材料模型等等，同时程序允许用户自定义材料模型。丰富的材料模式及其高效可靠的非线性求解功能使得ADINA在各种工程问题中得到广泛应用，例如土体的固结沉降分析、孔隙水的消散问题、堤坝开挖及回填对土体的扰动问题、混凝土坝、土坝等的渗流分析、钢筋混凝土结构徐变分析、预应力钢筋松弛问题分析、薄膜结构的找形问题等等。
?状态非线性：ADINA可以有效模拟接触、单元死活、流固耦合、结构/孔隙流体/温度等多种状态非线性问题。
接触分析：在许多工程问题的分析计算中都需要用到接触分析，如钢筋与混凝土的锚固粘结、握裹力情况、桩土相互作用、基岩中节理、裂隙、隧洞岩土体
与衬砌间的相互作用、钢结构中支撑与结构间的相互作用等等。ADINA可以
根据接触表面的实际情况定义摩擦系数，摩擦系数可以随接触压力而变化，能
够考虑物体间的粘结、滑动等状态，模拟多实体间重复的接触、分离过程。接
触分析中考虑的工况有：多体接触、柔性体或刚体、无摩擦接触或有摩擦接触、
支持物体的小应变、大应变及各种材料非线性、接触物体可以处于低速（静态）
或高速运动状态（碰撞、冲击）、可以指定接触面偏移、设定接触面的死活状
态等等。除此之外，对于存在接触界面的复杂结构，ADINA可以进行模态、
谐响应、响应谱等所有基于频域的分析，此时采用ADINA提供的特别模态求
解器Determinant-Seartch。
单元生死：单元生死主要用于模拟材料的添加和减少，ADINA单元生死主要用于土木结构施工仿真分析（基岩中洞室的开挖、加设支撑；基坑、隧洞的开
挖支护；堤坝施工等）；结构修复分析的托换过程（例如震灾后高层结构、桥
梁结构中替换局部破坏的结构构件等）；结构加固分析等。关于ADINA单元
生死的特点请参考第五章岩土与地下空间中相应内容。
流固耦合分析：ADINA中流固耦合（FSI）求解分为两类，即结构与基于N-S 方程流体(CFD)的耦合求解以及结构与势流体（Potential Fluid）的耦合求解。
结构/孔隙流体/温度耦合分析：主要处理复杂多孔介质/结构/温度场之间复杂的耦合作用；
其它的状态非线性问题如包括相变和材料失效等问题。
?静力、动力分析
ADINA中包括静力分析和动力分析。动力分析包括瞬态动力学分析（时程分析）、模态分析、谐波响应分析、响应谱分析、随机振动分析。
?瞬态动力学：ADINA提供隐式(直接积分Wilson方法、Newmark方法以及模态叠加方法)和显式求解技术（中心差分时间积分），用于求解结构在动态载荷作用下的响应，如地震和冲击波作用下结构的反应（例如土木结构分析中的时程响应分析）、短时高度非线性动力学问题（例如碰撞问题）。
?模态分析：确定结构固有频率及振形，分析中可以考虑多种载荷条件和边界条件，例如完全自由的边界条件、预应力作用、多体接触状态、阻尼等多种情况；可以分析固
液耦合结构的特征模态和频率（例如高层结构中水箱的振动问题分析等）。
?谐波响应分析：分析结构在各种周期荷载作用下的响应，计算载荷频率对结构的影响。
?响应谱分析：分析结构在反应谱的作用下的响应，可以考虑单点反应谱输入和多点反应谱输入。例如在高层结构反应谱分析中，由于场地比较小，可以考虑采用单点反应谱输入，而对于大跨度的桥梁、渡槽等结构，必须采用多点输入的反应谱进行分析以反应地震动的实际情况。
?随机振动分析：用于研究结构对随机激励的响应，在结构中主要为结构的风振的问题，例如高耸结构、超高层结构、大跨度桥梁的风振动问题，高精度实验室振动分析。
?结构屈曲分析
屈曲分析用于确定结构局部或整体失稳时的极限荷载，结构在特定荷载下是否失稳及其失稳模态。在土木工程中稳定问题相当广泛，例如大跨度钢网壳屋盖结构的局部、整体非线性失稳分析；钢结构、钢－混凝土组合梁、柱构件、桥梁及其支墩失稳分析等。ADINA中屈曲分析分为线性屈曲解法和非线性屈曲解法。
?线性屈曲：线性屈曲也称为特征屈曲，用于求解理想线弹性体的理论屈曲强度，ADINA 的线性屈曲可以很方便的求解多个恒定载荷作用下结构的极限载荷。
?非线性屈曲：由于非线性屈曲分析考虑了几何缺陷、扰动力、大变形、材料非线性及接触状态的影响，其分析结果比线性屈曲分析更精确。ADINA提供的LDC （Load-Displacement Control）方法远优于一般的弧长法，可以快速稳定的求出结构失稳的临界荷载，反映结构的实际受力和失稳演化过程。
?流固耦合分析
ADINA-FSI（Fluid-Structure Interaction）模块是全球领先的流固耦合求解器，能将ADINA结构和ADINA流体的功能完全融合在一起，而且计算速度很快。在ADINA的流固耦合分析中，流体和结构的网格独立划分，界面上的网格不需要一致；可考虑自由液面运动、移动壁面问题；当流场区域发生变化时可考虑网格重划分。强大而快速的FSI求解能力使
ADINA在土木行业中具有相当广泛的应用，例如：分析桥梁的风振抖颤问题；桥墩与河水相互作用问题，地震作用下水坝与水体的相互作用问题；超大型渡槽结构在地震作用下水体与结构相互作用问题；轻型建筑物（大跨度悬索结构屋盖、薄膜结构等）风振问题；高层、超高层、高耸结构的水箱、水塔在地震、风荷载的作用下水体与结构的相互作用问题以及利用水箱作为高层结构减震器的研究分析；海洋平台结构与水体的相互作用问题；埋地输油或水管道、架空输水输油管道在地震作用下流固耦合分析问题等等。
?渗流（结构/渗流/温度场耦合）分析
ADINA提供两种求解渗流问题的方法，一种是利用多孔介质材料来分析渗流问题，采用平均流速、渗透率定义介质中的流体控制方程，得到渗流速度、流网分布，另一种方法是利用渗流方程与温度方程相同的原理，用温度场的求解方法（Seepage材料）来求解渗流问题得到渗流速度及浸润面的形状。
?CFD流动分析
在ADINA中提供了两种求解流体问题的方法：有限元法和控制体积法。ADINA提供了极为丰富的边界条件及材料模式，可实现非常复杂的流体流动、流固耦合分析。ADINA-F 可用于不可压流体、微可压流体、完全可压流体和多孔介质中的流体流动分析，使用层流或湍流假设，进行共轭传热、传质分析。另外ADINA中涉及流体求解的所有环节可由用户进行开发，为高水平用户提供开放的CFD平台。在土木结构中主要用于结构、构筑物在空气、水流作用下的结构反应分析。例如：流体对桥墩、海洋平台支架等的绕流、涡流分析、水坝泄洪湍流分析、高层建筑物风环境、大跨度桥梁的风振动产生的涡流现象分析、空气流动对薄膜结构的振动影响等。
?温度场分析
主要用于确定结构由于温度场的变化引起的温度应力，在土木行业中应用也相当广泛，例如大体积混凝土（各种水坝、箱筏基础）浇注施工中为防止水化热引起的温度变化在结构中产生过大温度应力，需要进行温度分析以合理安排施工浇注的顺序；模拟水坝等大型重要结构随日照变化而产生的不均匀温度应力；模拟大跨度钢筋混凝土屋面结构在由于温度（火灾）的变化引起的附加应力和变形等。
五、 ADINA针对土木行业的其它功能
针对土木行业的工程特点，ADINA提供了许多特殊技术为建模提供方便或改善改善模型建模的准确性。
?梁柱结构的铰接与刚性联接：
在结构中，梁柱节点、主梁节点往往设计为刚性节点，而主梁和次梁节点根据需要常常设计为铰接节点。为了模拟这些情况，ADINA提供了刚性端与内铰选项。用户可以指定梁的某一部分为刚性端(无度或有限大刚度)，也可在某一点选择释放内力（内力或弯矩）。
?过渡单元
在土木行业中往往同时存在着实体结构和板壳结构，板与实体之间的连接往往成为关注点。如果全部采用实体单元则计算量太大而成为不可能，采用约束方程或共用多个节点则会在相交处造成很大的误差或结果根本不对。ADINA为解决这一问题采用了过渡单元，过渡单元不使用壳的中面节点，而在壳的同一位置使用上表面和下表面的两个节点。这种单元在模拟壳与实体及壳与壳的连接时是特别有效。
?弯矩－曲率非线性梁单元
实际的工程分析中（如整个建筑分析或全桥分析）的一些细长构件，为了更精确表达结构的特性，有时候根本不能给出构件精确的应力－应变数据，而是通过试验得到的弯矩与曲率及扭矩与扭转角的关系作为输入条件进行求解。在ADINA中可以直接输入这些试验所得的数据用于求解而不需输入精确的截面形状和应力应变关系。此类单元可用于模拟非线性弹性和弹塑性的梁问题。
? Beam-tied单元与Spring-tied单元
Beam-tied单元主要用于模拟壳面之间的连接杆，它由梁单元及其自动生成的附加约束方程所构成。约束方程将梁的扭转角位移与壳的面内位移耦合起来。Spring-tied单元用于模拟相互接触或非常靠近的壳面之间的连接，它由六个弹簧单元及自动生成的附加约束方程所构成，也可用于模拟壳与地基的连接。
?单元生死
单元生死功能主要用于模型中存在物质增添或删除的问题，如隧道开挖、大坝浇注、管道添埋等施工过程分析。
?支持频域分析的势流体单元
采用ADINA势流体单元可以方便分析大坝等水工结构在单侧蓄水状态下的固有频率、
对地面运动的模态参与因子以及地震谱分析。ADINA势流体单元能够考虑和定义水与结构的流固耦合界面、自由液面、无限远边界条件等，同时这些条件支持以上提到的所有频域求解功能，综合这些功能可对大型水工结构进行频域动力学和时程抗震分析。
Adina膜结构分析(褶皱膜单元)
ADINA膜结构分析概略 西南交通大学土木学院余志祥 膜结构分析主要包括三个流程：找形分析，荷载分析和裁剪分析。找形阶段也有个别学者将其细分为找形与找态。国外专业的膜结构设计软件价格昂贵，利用常见的通用分析平台进行膜结构设计是一种可行且可替代的办法，但目前裁剪分析还得依靠自编程序或者专业的裁剪软件实现。02年的时候，我利用ANSYS摸索了一套膜结构找形、荷载分析的方法，并发布在专业论坛，实践证明其具有较高通用性，且结果较准确，并且还应用在了个别实际工程中。 膜结构主要分为张拉膜、骨架膜以及充气膜三大类，就找形方法而言，三者基本相似，但在分析方法上，充气膜存在明显差别。无论张拉膜抑或骨架膜，通过找形分析之后获得的结构物理模型基本上算是确定模型，但充气膜在获得初始形态之后仍然不具有确定性，因为这个初始态和必须和相应的气压对应，且在充气膜受荷过程中互动变化，不如张拉膜或者骨架膜，可以在膜材内部导入相应的应变场保持其初始形态和初应力场的对应，保持其形态、应力在受荷阶段实现自动呼应。充气膜要模拟其膜面内压，必须引入第三方介质，即空气场并保证荷载、结构、内压场互动呼应。 基于ADINA卓越的非线性分析能力，进行膜结构分析主要有几个关键点，首先说张拉膜结构和骨架膜。 1、根据建筑设计确定其初始平面形状。这个形状称为零状态形状，可以为平面，也可以为一个实 际模型较为接近的三维曲面形态。 2、膜单元采用adina的2D Solid，并设置相应的单元选项为3D membrane。索单元可以直接用truss 单元等代，两种材料均可直接采用线弹性材料。 3、膜面网格采用三节点三角形或者四节点四边形。单元列式为线形完全积分格式。根据非线性计 算的收敛难易程度，可以关闭非协调元模式。 4、将索和膜材弹性模量降低1000倍，设置支座提升量、增量分析参数，为获得结构找形初始形态 完备分析参数。小弹性模量方法的本质在于让材料自由“伸长”，但内应力却几乎可以不变。 5、虽然adina能够直接提供输入膜材和桁架单元的初始应变，但实际操作中，除桁架单元可以通过 初应变提供预应力外，膜面预应力一般不采用导入初始应变场的方式，那样在完成第一次找形之后，新的应力场无法和初始形态形成平衡，导致存在一系列问题。但3D membrane单元必须依靠一个很小的初始应变场来支撑膜单元的非线性分析（程序单元属性设置使然），因此，可以预定义一个很小的应变场，并赋予相应的膜单元，这个应变场产生的应力应该小到相对于工程预应力可以忽略。膜面的预应力最好通过降温方法施加，方法很简单，给膜材设置一个虚拟的热膨胀系数，比如1，但需要保证加载温度、膨胀系数和膜面预应力的对应关系，由于不是物理意义上的热分析，因此，温度、热膨胀系数都可以虚拟，但由此产生的膜面预应力却是必须符合实际的。具体计算公式很简单，可以参考任何一本弹性力学教材。 6、完成找形分析之后，可以在后处理获取相应的节点position，并导出为txt文件并在excel中完成 编辑复制。 7、在前处理器中将零状态模型打开之后另存一份，并在其中进行编辑：首先将excel中的节点新位 形数据黏贴到node define菜单的表格中，完成坐标更新；并将膜材和索材弹性模量还原到实际状态。这个过程需要注意的是，由于材料物理属性发生变化，控制产生索预应力或者膜预应力的应变设置、温度设置都要相应变化，目的是保持找形后的模型中的预应力保持不变，比如膜材的弹性模量还原时增加1000倍，则热膨胀系数降低1000倍，或者该系数不变，将温度降低1000倍，索单元的属性参数亦然。调整完之后计算分析，可以获得真实参数下的结构新位形。
ADINA软件在土石坝渗流场计算中的应用
第22卷 第1期2006年3月 西北水力发电 JOURNAL OF NORTH W EST HYD ROEL ECTR I C POW ER V o l.22 N o.1 M ar.2006 文章编号:167124768(2006)0120039204 AD INA软件在土石坝渗流场计算中的应用 熊 政,何蕴龙,韩 健 (武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072) 摘 要:根据基本方程及定解条件的比较分析,将AD I NA软件的温度场模块分析功能应用于渗流场的分析,并采用死活单元技术,通过迭代算法计算自由水面位置(浸润线),解决了实际工程观音岩心墙土石坝渗流稳定问题的求解。该方法可以解决复杂边界、多种介质的渗流问题,为实际工程设计应用提供强有力的途径。 关键词:土石坝;有限元;AD I NA软件;温度场;渗流场;死活单元;浸润线 中图分类号:TV641文献标识码:B 1 前言 渗流是土石坝的一个重要研究课题。土石坝的渗流属于地下水流的性质,其流动性态及对土石坝的破坏现象和过程,不易从表面发现,而在发现问题以后往往又难以补救。根据土石坝破坏的一些调查统计资料看,由渗流引起的破坏占相当高的比例。由此可见,渗流会对土坝稳定产生严重的危害。实际工程中,渗流边界条件非常复杂,介质也不单一,采用通常水力学近似解法难以得到满意结果。随着有限元技术的成熟,有限元法成为渗流分析的主要数值方法,对渗流场已经可以达到比较精确的模拟了。AD I NA软件是美国AD I NA R&D公司的产品,是基于有限元技术的大型通用分析仿真平台,其广泛应用到各个行业领域,具有强大的前、后处理功能和求解器。在AD I NA软件的温度场计算模块中,定义有渗流材料,具有专门的渗流场模拟计算功能,能得出令人满意的结果。 2 计算原理 AD I NA理论手册给出温度场的控制分析方程为: 5 5x k x 5Η 5x+ 5 5y k y 5Η 5y+ 5 5z k z 5Η 5z+q B=0 (1)边界条件满足: Η S1=Η(2) k n 5Η 5n S2=q S(3)式中 Η——温度; k x、k y、k z——为介质三向热传导率; q B——域内热源密度(即单位体积热生成 率); S1、S2——两类已知边界条件(已知边界温 度和已知边界热源密度); q S——边界热源密度。 若以渗透总水头H代替式中的Η,三向渗透系数K x、K y、K z代替k x、k y、k z,q0代替q S,同时q B 取为零,则上式变成: 5 5x K x 5H 5x+ 5 5y K y 5H 5y+ 5 5z K z 5H 5z=0 (4) 收稿日期:2005210224 作者简介:熊政(19802),男,湖北广水人,武汉大学在读硕士生。
ADINA常见问题解答
ADINA常见问题解答 一般问题 Q：怎样改进ADINA-AUI 中实体的显示效果？ A：在某些情况下，ADINA-AUI 显示的实体在边界上不光滑，这仅仅是显示的问题，并不影响几何尺寸的精确度。为了改进显示的效果， 1 点击Modify Mesh Plot 。 2 点击Line Depiction 。 3 将ADINA-M Chord Angle 由默认的0.4改为0.1 并且点击OK。 4 点击Surface Depiction 。 5将ADINA-M Chord Angle 由默认的0.4改为0.1 并且点击OK。 6 点击OK，关闭Modify Mesh Plot 对话框。 Q：为什么AUI 的图形功能在我的计算机上不能正常的工作？ A：有些计算机的显卡在Open GL 图形系统中不能正常的工作。请切换到Windows GDI 图形系统，在Edit 菜单中，点击Graphics System ，然后选择Windows GDI 图形系统。 Q：当我从ADINA-AUI 打印文件时，为什么打印不出来任何结果？ A：注意只有Windows 版本才会发生这样的问题。 当使用Open GL 图形方式时，有的打印机会出现上述问题。为解决该问题，当打印的时候，选择Windows GDI 图形方式。从菜单Edit > Graphics System…中选择Windows GDI 作为图形系统，然后开始打印。注意打印结束后，可以将图形系统切换回Open GL 以便获得更快的图形效果。 Q：为什么安装了浮动License(Floating Industry或者Floating Educational)后，Adina无法启动？ A：如果安装过程正确，而且电脑上的防火墙不阻止Adina读取服务器上的License，那么这样的问题一般是由于计算机使用了中文名。不论是Adina的服务器还是Adina客户端，都不允许使用中文计算机名。 Q：如何将壳单元厚度显示出来？ A：在Display-->Geometry/Mesh Plot-->Modify打开的窗口中点击Element Depiction，在新打开的窗口中的Shell Element Attributes域中选择Top/Bottom（默认是Mid-Surface）。 有关界面启动 Q：怎样在Windows 版本中以批处理的方式运行ADINA？ A：在Windows 版本中，ADINA 常常是在交互方式下运行。然而，有时为了连续进行几项作业，则必须在批处理方式下运行。 以批处理方式运行ADINA－AUI 的命令为： ...\aui.exe -b -m
geostudio的一些常见问题总结
1、SEEP/W2007如何定义土水特征曲线？ 地表陆地很大一部分是处于干旱或半干旱地带，因此，工程实践中遇到的土大多是非饱和土，由于非饱和土中存在负的孔隙水压力，因而产生独特的土力学问题。在SEEP/W2007分析软件中可以定义负孔隙水压力，以分析非饱和土问题。实现这一点仅需定义土体的两个函数：渗透系数函数（渗透系数随基质吸力变化曲线）与体积含水量函数（土水特征曲线）。如果要分析稳态问题，只须定义渗透系数函数，如果分析瞬态问题，则土体中的孔隙水压力随时间变化，就需要定义体积含水量函数。 2、有限元与极限平衡法结合使用其基本内核? 1）通过有限元（Sigma/W或）计算各单元或节点处应力（应力线性分布）； 2）边坡（Slope/W）条块划分，以条块底端中点为对象，计算该点的σx、σy、τxy； 3）确定条块底端的倾角а； 4）采用Mohr圆确定条块底的法向和切向应力； 5）由计算的法向应力得出可能的剪切强度； 6）将条块基底的应力转为力； 7）重复以上的步骤，直到Slice n。 由（Kulhawy 1969；Naylor，1982）确定安全系数。 3、由于系统时间导致的Licenses问题由于误设系统时间（比正确的时间推后了十天）当时并不知道，在误设时间之后使用了GeoStudio系列软件，之后更正了系统时间，GeoStudio软件打开文件或者新建文件时就会弹出对话框，提示系统时间被后置，不能运行软件，怎样解决这个问题。 GeoStudio系列软件的Licenses与系统时间是关联的，出现问题后，把系统时间按照错误的设置继续，软件是可以使用的，但这样会带来其它的不便。想要在正确的时间下使用软件，可以将软件卸载后重装，问题就可以解决。 4、SLOPE/W中孔隙水压力是如何被考虑的？ 在SLOPE/W中水压力的定义有多种方法：定义水位线；孔压比Ru系数；B-bar 系数；水位线结合Ru系数或B-bar系数；离散点孔隙水压力；负孔隙水压力；有限元计算的压力（SEEP/W,QUAKE/W,eg.） 需要注意的是：SLOPE/W/W中要考虑孔隙水压力时，孔隙水压力只有在单个土条底部剪切强度的计算中才起作用，孔隙水压力不参与土条间的强度计算。 5、SLOPE/W中土的重度 SLOPE/W在水位线以上允许有独立的单位重度，但这个参数很少用到。 比如，我们假设G = 2.7, 水的重度=10 kN/m3, and e = 0.7. 在水位线以下土体为饱和（S=1）,土体重度为20kN/m3. 在水位线以上土体为非饱和，饱和度为80%，( S = 0.8) 则水位线以上土体重度为19.2 kN/m3,二者之间大概有4％的差距。从稳定性分析来说，土体重度4％的差距是可以忽略的。首先，在毛细区饱和土体和非饱和土体重度基本上是一致的；其次，安全系数对于土体重度很不敏感。尽
22 后处理(doc)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 22 后处理(doc) 22 后处理 22. 1 显示局部坐标系上的结果问： 我前处理用的是直角坐标系，但是我想在后处理中输出关于柱坐标的位移分量是不是要设计局部的坐标系？怎样设计？答：后处理时点菜单 tools / coordinates system / create, 创建柱坐标系（例如使用默认的名称 csys-1） . 菜单 result / options, 点tranformation, 点user-specified, 选中csys-1, 点 OK. 窗口左上角显示的变量如果原来是 U, U1，现在就变为 U, U1(CSYS-1) . 22. 1 显示局部坐标系上的结果问： 我前处理用的是直角坐标系，但是我想在后处理中输出关于柱坐标的位移分量是不是要设计局部的坐标系？怎样设计？答：后处理时点菜单 tools / coordinates system / create, 创建柱坐标系（例如使用默认的名称 csys-1） . 菜单 result / options, 点tranformation, 点user-specified, 选中csys-1, 点 OK. 窗口左上角显示的变量如果原来是 U, U1，现在就变为 U, U1(CSYS-1) . 22. 2 绘制曲线（X Y data）问：例如我想用 odb 文件建立这样一个曲线： x y(自行指定) currentmax(my-xy01) 1. 0 currentmax(my-xy02) 3. 3 搜索了半天也找不到，在此向用过的前辈请教，或者有第三方软件也请指点。 1 / 14
adina中文使用手册第三章
第三章数据准备 3.1 数据类型 AUI 模型定义和显示中使用的数据类型有三种：无名数据（单个数据变量），记录形式的表格数据，命名数据（多个数据变量）。数据输入采用对话框方式。 3.2 对话框类型 —— 使用单个数据编辑器，如图3.1。 图3.1 OK：AUI 更新数据并关闭对话框。 Cancel：撤销修改并关闭对话框。 —— 使用表格数据编辑器，如图3.2。 图3.2
OK：AUI 更新数据并关闭对话框。Apply：更新数据但不关闭对话框。Reset：撤销修改，回到初始状态。Cancel：撤销修改并关闭对话框。Help：显示在线帮助。 ——使用多个数据编辑器，如图3.3。 图3.3 1)使用实例选择器 Add：添加新项。Delete：删除当前项，原来的下一项成为当前项。Copy：复制当前工作项。 2)使用实例编辑器 Save：存储当前工作项，不关闭对话框。 Discard：放弃对当前工作项的修改，不关闭对话框。 3)使用控制按钮 OK：AUI 更新数据并关闭对话框。Cancel：撤销修改并关闭对话框。Help：显示在线帮助。 4)使用操作编辑器 OK：AUI 更新数据并关闭对话框。Cancel：撤销修改并关闭对话框。Help：显示在线帮助。
—— 使用列表选择器 AUI 中的列表选项有两种基本选择方法： 单选方式：单选列标，只选中一条条目，操作如下： 鼠标：点击选取想要的条目，不选其他条目。 键盘：重复点按
有限元法发展综述
有限元法发展综述 随着现代科学技术的发展，人们正在不断建造更为快速的交通工具、更大规模的建筑物、更大跨度的桥梁、更大功率的发电机组和更为精密的机械设备。这一切都要求工程师在设计阶段就能精确地预测出产品和工程的技术性能，需要对结构的静、动力强度以及温度场、流场、电磁场和渗流等技术参数进行分析计算。例如分析计算高层建筑和大跨度桥梁在地震时所受到的影响，看看是否会发生破坏性事故；分析计算核反应堆的温度场，确定传热和冷却系统是否合理；分析涡轮机叶片内的流体动力学参数，以提高其运转效率。这些都可归结为求解物理问题的控制偏微分方程式往往是不可能的。近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）方法则为解决这些复杂的工程分析计算问题提供了有效的途径。 有限元法是一种高效能、常用的计算方法．有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的，所以它广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中（这类场与泛函的极值问题有着紧密的联系）。自从1969年以来，某些学者在流体力学中应用加权余数法中的迦辽金法(Galerkin)或最小二乘法等同样获得了有限元方程，因而有限元法可应用于以任何微分方程所描述的各类物理场中，而不再要求这类物理场和泛函的极值问题有所联系． 一、有限元法的孕育过程及诞生和发展 大约在300年前，牛顿和莱布尼茨发明了积分法，证明了该运算具有整体对局部的可加性。虽然，积分运算与有限元技术对定义域的划分是不同的，前者进行无限划分而后者进行有限划分，但积分运算为实现有限元技术准备好了一个理论基础。 在牛顿之后约一百年，著名数学家高斯提出了加权余值法及线性代数方程组的解法。这两项成果的前者被用来将微分方程改写为积分表达式，后者被用来求解有限元法所得出的代数方程组。在18世纪，另一位数学家拉格郎日提出泛函分析。泛函分析是将偏微分方程改写为积分表达式的另一途经。 在19世纪末及20世纪初，数学家瑞雷和里兹首先提出可对全定义域运用展开函数来表达其上的未知函数。1915年，数学家伽辽金提出了选择展开函数中形函数的伽辽金法，该方法被广泛地用于有限元。1943年，数学家库朗德第一次提出了可在定义域内分片地使用展开函数来表达其上的未知函数。这实际上就是有限元的做法。 所以，到这时为止，实现有限元技术的第二个理论基础也已确立。 20世纪50年代，飞机设计师们发现无法用传统的力学方法分析飞机的应力、应变等问题。波音公司的一个技术小组，首先将连续体的机翼离散为三角形板块的集合来进行应力分析，经过一番波折后获得前述的两个离散的成功。20世纪
ADINA的介绍
ADINA发展史 ADINA出现于1975年，在K. J. Bathe 博士的带领下，其研究小组共同开发出ADINA有限元分析软件。ADINA的名称是Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis 的首字母缩写。这表达了软件开发者的最初目标，即ADINA除了求解线性问题外，还要具备分析非线性问题的强大功能--求解结构以及设计结构场之外的多场耦合问题。 在1984年以前，ADINA是全球最流行的有限元分析程序，一方面由于其强大功能，被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用；另一方面其源代码Public Domain Code,后来出现的很多知名有限元程序来源于ADINA的基础代码。 在1986年，K.J.Bathe博士在美国马萨诸塞州Watertown成立ADINA R&D公司，开始其商业化发展的历程。实际上，到ADINA84版本时已经具备基本功能框架，ADINA公司成立的目标是使其产品ADINA-大型商业有限元求解软解，专注求解结构、流体、流体与结构耦合等复杂非线性问题，并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。 经过30余年的持续发展，ADINA已经成为近年来发展最快的有限元软件及全球最重要的非线性求解软件，被广泛应用于各个行业的工程仿真分析，包括机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究及大专院校等各个领域。 ADINA 系统是一个单机系统的程序，用于进行固体、结构、流体以及结构相互作用的流体流动的复杂有限元分析。借助ADINA 系统，用户无需使用一套有限元程序进行线性动态与静态的结构分析，而用另外的程序进行非线性结构分析，再用其他基于流量的有限元程序进行流体流动分析。此外，ADINA 系统还是最主要的、用于结构相互作用的流体流动的完全耦合分析程序（多物理场）。 ADINA 系统由以下模块组成： ADINA-AUI ADINA 用户界面程序为所有ADINA 子程序提供了完整的预处理和后处理功能，它为建模和后处理的所有任务提供了一个完全交互式的图形用户界面。 主要特点 ·模型的几何图形可直接创建，或者从多种CAD 系统中引入，包括：从Pro/ENGINEER 和基于Parasolid 系统CAD 引入的固体模型（如：Unigraphics 和SolidWorks ）； ·物理特性、载荷和边界条件可直接分配到模型的几何图形上，因此有限元网格得到修改，不受模型清晰度的影响； ·普通的几何图形上可使用全自动网格生成，它可灵活控制单元大小分布，而映射网格划分可用于更简单的几何图形； ·在模型创建期间，对话文件（Session ）会记录下用户的输入和选取值。通过播放对话文件可以重新创建一个完整的模型，同时还可以修改对话文件创建一个不同的模型；ADINA 还具有以下多个易于使用的特点： ·完全交互式的图形界面，具有下拉菜单和对话框，可选取选项和输入数值； ·快捷图标可进入常用的任务； ·制图窗口具有复制和粘贴特点； ·程序内可直接创建A VI 视频； ·图形以矢量和位图形式输出； ·具有撤销和重做特点，撤销的数量可由用户定制； ·模型可进行动态旋转、缩放和快速平移；
ADINA有限元软件简介
目录 1、ADINA的发展历史 (2) 2、ADINA功能 (2) 、前后处理功能 (2) 2.1 ADINA用户界面 用户界面、 2.2 ADINA计算分析功能 (4)
ADINA功能 说明 功能说明 1、ADINA的发展历史 ADINA出现于1975年，在K. J. Bathe博士的带领下，其研究小组共同开发出ADINA有限元分析软件。到84年以前，ADINA是全球最流行的有限元分析程序，一方面由于其强大的功能，被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用；另外其源代码是Public Domain Code，后来出现的很多知名有限元程序都来源于ADINA的基础代码。 1986年，K. J. Bathe博士在美国马萨诸塞州Watertown成立ADINA R&D公司，开始其商业化发展的历程。实际上，到ADINA84版本时已经具备基本功能框架，ADINA公司成立的目标是使其产品ADINA 这－大型商业有限元求解软件，专注求解结构非线性、流体、流体与结构耦合、热、热机耦合等复杂问题，并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。 一直以来，ADINA在计算理论和求解问题的广泛性方面处于全球领先的地位，尤其针对结构非线性、流体、流/固耦合、热、热机耦合等复杂工程问题开发出强大功能。经过近20年的商业化开发，ADINA 已经成为近年来发展最快的有限元软件，被广泛应用于各个行业的工程仿真分析，包括汽车、机械制造、电子电器、材料加工、船舶、航空航天、国防军工、铁道、石化、能源、土木建筑等各个领域。 2、ADINA功能 ADINA是一个可以求解多物理场问题的有限元系统，由多个模块组成。包括：前后处理模块（ADINA-AUI）、结构分析模块（ADINA-Structures）、流体分析模块（ADINA-CFD）、热分析模块（ADINA-Thermal）、流固耦合分析模块（ADINA-FSI）、热机耦合分析模块（ADINA-TMC）以及建模模块（ADINA-M）和与其它程序的接口模块（ADINA-Transor）。 2.1 ADINA用户界面 、前后处理功能 用户界面、 ADINA是一个全集成系统，所有分析模块使用统一的前后处理ADINA-AUI，易学易用，友好的交互式图形界面实现所有建模和后处理功能。ADINA-AUI的主要特点包括： 内嵌ADINA-M建模模块，这个模块采用的是Parasolid建模技术。这种Parasolid技术是著名的EDS公司开发的，此技术首先是作为通用大型三维CAD软件UG的内核技术被采用，现在已经广泛的被很多公司的三维CAD产品接受作为自己的内核技术。ADINA采用CAD软件的内核技术作为自己的CAD建模技术有两方面的好处：1、自身建立几何模型的功能强大；2、如果采用
第二章 ADINA功能简介
第二章 ADINA功能简介 一、ADINA用户界面 ADINA是一个全集成有限元分析系统，所有分析模块使用统一的前后处理用户界面ADINA User Interface (AUI)，易学易用，采用友好Windows图标风格创建几何模型，实现所有建模和前后处理功能。其命令流文件Jobname.in自动记录跟踪用户的所有输入数据，用户可以根据需要随意查看、编辑Jobname.in文件达到重建或修改整个模型的目的。 ADINA-AUI的主要特点是：采用Parasolid为核心的实体建模技术，这是许多大型CAD 软件采用地一种几何建模技术，因此可以方便地创建各种复杂的几何模型。同时，ADINA 提供各种几何数据接口，可以与当前的各种主流CAD软件实行无缝集成（如Unigraphics,SolidWork、SolidEdge、Pro/ENGINEER、I-DEAS、AutoCAD等等），直接利用CAD软件生成的几何模型进行有限元分析计算。ADINA提供了多种网格划分工具，能对复杂模型进行全自动六面体网格划分，单元大小易于调整。另外ADINA不但可以与CAD软件实现无缝连接，而且还可以与Nastran等软件交换有限元模型数据。 1 前处理功能： ?Windows图标风格 ?用户可以根据需要添加和减少图标，任意组织界面 ?可对常用功能操作自定义快捷键 ?具有Undo和Redo功能 ?模型动态旋转、缩放和平移 ?快速方便的布尔运算，快速建立复杂模型 ?各种加载方式，载荷可以随时间和空间位置而变化 ?多种网格划分功能，可对复杂模型进行自动六面体网格划分 2 后处理功能： ?支持各种结果变量可视化处理方法，具有网格变形图、彩色云图、等值线图、矢量
adina提取内力
adina中如何查看三维实体单元的截面轴力、弯矩与剪力？ 1. cut surface方法 下面结合一个自由端作用集中荷载的三维悬臂梁实例，讲解如何计算某截面的轴力、弯矩与剪力。 1）实例概况 一根完全弹性的悬臂梁，截面尺寸为0.10*0.1，长度为1，在自由端作用2个集中力，数值均为1000，需要计算离自由端距离为0.5单位的横截面上的轴力、弯矩与剪力，按照结构力学，该计算截面的轴力为0，剪力为2000，弯矩为1000.下面通过ADINA程序验证上述数值的正确性。 2）建模并求解 由于模型比较简单，不详细讲解了，需要说明的是，坐标原点位移自由端截面最下边。命令流如下，最终模型如下图：
* DATABASE NEW SAVE=NO PROMPT=NO FEPROGRAM ADINA CONTROL FILEVERSION=V83 * COORDINATES POINT SYSTEM=0 @CLEAR 1 0.00000000000000 0.00000000000000 0.00000000000000 0 2 0.00000000000000 0.100000000000000 0.00000000000000 0
3 0.00000000000000 0.100000000000000 0.100000000000000 0 4 0.00000000000000 0.00000000000000 0.100000000000000 0 @ * SURFACE VERTEX NAME=1 P1=3 P2=4 P3=1 P4=2 * VOLUME EXTRUDED NAME=1 SURFACE=1 DX=1.00000000000000, DY=0.00000000000000 DZ=0.00000000000000 SYSTEM=0 PCOINCID=YES, PTOLERAN=1.00000000000000E-05 NDIV=1 OPTION=VECTOR, RATIO=1.00000000000000 PROGRESS=GEOMETRIC CBIAS=NO * FIXBOUNDARY SURFACES FIXITY=ALL @CLEAR 6 'ALL' @ * LOAD FORCE NAME=1 MAGNITUD=1000.00000000000 FX=0.00000000000000, FY=0.00000000000000 FZ=-1.00000000000000
ADINA 软件数据接口和应用实例1
第1章 ADINA软件数据接口和应用实例 1.1 ADINA软件简介 ADINA出现于1975，在K. J. Bathe博士的带领下，其研究小组共同开发出ADINA有限元分析软件。ADINA的含义是Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis的首字母缩写，这表达了软件开发者的基本目标，即ADINA除了求解线性问题外，还具备分析非线性问题的强大功能，即求解结构以及涉及结构场之外的多场耦合问题。 到84年以前，ADINA是全球最流行的有限元分析程序，一方面由于其强大功能，被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用；80年代到ADINA84版其源代码是完全公开的Public Domain Code，后来出现的很多知名商业有限元大量采用ADINA的早期源代码。 1986年，K. J. Bathe博士在美国马萨诸塞州Watertown成立ADINA R&D公司，开始其商业化发展的历程。ADINA公司发展的目标是使其产品ADINA－大型商业有限元求解软件，专注求解结构、流体、流体与结构耦合等复杂非线性问题，并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。 一直以来，ADINA在计算理论和求解问题的广泛性方面处于全球领先的地位，尤其针对结构非线性、流体、流/固耦合等复杂问题具有强大优势，被业内人士认为是非线性有限元发展方向的代表。经过近30年的开发，ADINA已经成为全球最重要的有限元求解软件，被广泛应用于各个行业的工程仿真分析，包括机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究及大专院校等各个领域。 ADINA系统主要包括以下模块： ADINA-AUI：用户前后处理界面 ADINA：结构分析模块 ADINA-F：计算流体动力学分析模块（CFD） ADINA-FSI：（Fluid Structure Interaction）流体结构耦合分析模块 ADINA-T：温度，场问题求解模块 ADINA-TMC：热、机械耦合求解模块 ADINA-TRANSOR：与I-DEAS, PATRAN, PRO/E, AutoCAD等软件的专用数据接口。 1.2 数据接口 1.2.1 数据接口简介 ADINA有限元系统与工程上主流的CAD、CAE软件通过各种接口传递工程数据，这些接口可以完成几何模型、有限元模型的直接转换，有些软件系统甚至与ADINA直接集成，
ADINA结构+流体
ADINA 技术资料技术资料汇总汇总 ADINA 技术资料汇总 (1) 结构方面 (2) 重启动的作用 (2) 约束方程的用处 (2) 接触问题 (2) 接触的一个常见警告信息 (2) 接触问题不收敛的原因 (3) 初始接触穿透的解决 (3) 接触问题中的摩擦系数设置 (3) 摩阻力的计算 (3) 一个系统的阻尼与什么有关 (3) 阻尼 (4) 流体方面 (5) 流体力学无量纲化分析 (5) VOF 方法 (6)
结构方面 重启动的作用 重启动是以第一步计算的结果为初始条件开始第二步的计算。 如果是分步加载，可以使用重启动，但也可以不用重启动，time function 可以直接实现此功能。如用重启动， 第一次加载先计算一次，然后重启动，再计算第二次加载，由于二次加载时第一次的荷载停止作用，因此需要删除此载荷，这样如果分析是非线性，则第一次加载计算的应力应变重启动后将被继承；在线弹性分析中，重启动的求得结果是两次的迭加。 约束方程的用处 个人感觉ADINA 的约束方程很好用，可以施加在节点上，也可能施加在几何体上，这是它的最大方便之处， 其用途很多，本人接触的有以下几种： 通过刚性体（刚度很大）加载，这时往往需要将与刚体接触的面进行约束方程处理。 处理铰链连接方式，如果有铰链存在，我们可以在铰链处建立两个点，而后将这两个点的移动自由度采用 约束方程耦合起来。 均匀扩孔，如圆形管内壁受高压作用时，可以将内壁上的节点的径向自由度采用约束方程进行耦合。 处理不同质量网格的界面连接问题，有时为了处理网格的需要我们人为的将一个体分成几个体并单独划分 网格，但界面上网格不连续，这时也可以采用约束方程来处理。 机构运动及其它运动物体之间的相互关系。 其它 但约束方程也要慎用： 单点与单点之间或单点与面之间的约束处理往往会造成很大的局部应力。 大变形或大位移中应该考虑：变形前的在变形后是否有变化。 接触问题 接触问题属于一种强边界非线性问题。接触的特点是在接触过程中，受接触体变形和接触边界上摩擦作用的影 响，使得部分边界条件随加载过程而变，且不可恢复。 用有限元法对接触问题求解时，一般采用接触单元法，例如在ANSYS 中就采用了很多的类型的接触单元，通 常的接触单元一般是有厚度的接触单元，但是在ADINA 中设置接触是通过设置无厚度的接触单元来实现的。 在两个接触体间施加接触单元，通过接触单元来跟踪接触位置，保证接触协调性，并在接触表面之间传递接触 法向应力和切向的摩擦力。 接触的一个常见接触的一个常见警告信息警告信息 Q ：在做关于接触问题的时候常会碰到诸如此类的警告信息： Contactor node 15176 belongs to different contactor surfaces 4 and 3 in contact group 1 A ：A contactor node should preferably not belong to more than one contact surface in a contact group, otherwise the contactor node may be over-constrained. 这个是ADINA 帮助文件的中的说明。 这种情况通常发生在两个面有相交线，线上有共用的结点，但这两个面分别属于相同接触组里面的不同接触对。 可以将这两个面分别放在不同CG 里面，就可以了。
基于ADINA的基坑开挖有限元模拟分析
基于ADINA的基坑开挖有限元模拟分析 张力，张宁宁 辽宁工程技术大学研究生院，辽宁阜新（123000） E-mail：znn88888888@https://www.360docs.net/doc/2d8945340.html, 摘要：基坑开挖由于场地的复杂性对开挖过程的有限元模拟是一个复杂的过程，本文应用大型有限元软件ADINA，对基坑的开挖进行模拟分析，通过对参数的调整和二维平面的实例分析说明采用ADINA进行模拟是可行的。 关键词：深基坑，有限元，ADINA 中图分类号：TU258.6 1．引言 基坑开挖是基础和地下工程的一个古老的传统课题，同时又是一个综合性的岩土工程难题，由于不同的地质条件的影响，不能对其进行通用性的研究，需要因地制宜选取最优方案，深基坑开挖的研究涉及了许多方面的问题，一般可分为基坑本身的稳定性，应力应变问题，基坑支护结构的变形问题以及基坑周围土体的位移及其对临近建筑物和地下管线的影响等[1]。对这些问题现今主要的研究方法有：工程经验总结，现场及室内试验研究、数值模拟计算，近几十年，国内外学者进行了大量基坑开挖性状的研究工作，并已取得了相当丰富的成果。Terzaghi和Peck等人早在20世纪40年代就提出了预估挖方稳定程序和支撑荷载大小的总应力法；Bjenum和Eide在20世纪50年代给出了分析深基坑底板隆起的方法；20世纪60年代开始在奥斯陆和墨西哥城软黏土深基坑中使用仪器进行监测；20世纪70年代产生了相应的指导开挖的法规；从20世纪80年代初开始，我国逐步进入深基坑设计与施工领域；20世纪90年代以后，我国编制了多部国家行业标准及地方的相关法规。国内许多专家提出新的理论和方法，秦四清提出支护结构优化设计理论；杨光华提出多锚撑设计增量计算法；刘建航院士提出软土深基坑开挖的时空效应理论[2]。 2. 我国深基坑工程存在的主要问题 深基坑开挖中大量的实测资料表明，基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡失稳常常以长边的居中位置发生，这说明深基坑开挖是一个空间问题。 传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设比较符合实际，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以，在未能进行空间问题处理前而需按平面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。 深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但要精确地计算土压力目前还十分困难，所以许多工程至今仍在采用库仑公式或郎肯公式近似计算。此时，土体物理力学参数的选择是一个十分复杂的问题。如果对地基土体的物理力学参数取值不准，将对有限元分析的结果产生很大的影响。 3. 有限元理论 有限元方法最初是在50年代作为处理固体力学问题的方法提出的。国外在这方面起步比较早。纵观已有的研究，有限元在土力学的发展大致有三个方向：有限元计算中土体本构
adina作业-结构分析实例-详细步骤教学文案
a d i n a作业-结构分析 实例-详细步骤
辽宁工程技术大学研究生考试试卷 考试时间： 2013 年4月11日 考试科目：工程仿真分析 考生姓名：韩志强 评卷人：张淑坤 考试分数：建工研12-2班
一、ADINA概述 ADINA出现于1975年，是全球最流行的有限元分析软件之一。一方面由于其强大功能，被工程界、科学研究、教育等众多用户广泛应用；另一方面由于其源代码Public Domain Code，其后出现的很多知名有限元程序都来源于ADINA的基础代码。到ADINA84版本时已经具备基本功能框架，ADINA公司成立的目标是使其产品ADINA-大型商业有限元求解软件，专注求解结构、流体、流体与结构耦合等复杂非线性问题，并力求程序的求解能力、可靠性、求解效率全球领先。经过30多年的持续发展，ADINA已经成为近年来发展最快的有限元软件之一及全球最重要的非线性求解软件之一，被广泛应用于各个行业的工程仿真分析，包括机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究及大专院校等各个领域。 二、问题描述 如下图所示受顶部集中荷载的线弹性实体圆柱，利用ADINA有限元工程仿真软件进行模拟分析，绘出应力云图及变形图，再利用ANSYS软件对结果进行比较分析。 材料性质：弹性模量E=2.07?1011N/m2；泊松比μ =0.29。 集中荷载：P=5000N。 其几何尺寸如下图：（单位：m）
P 三、ADINA预处理 1、设置初始数据 题目名称：选Control-Heading，输入标题“hanzhiqiang”，然后单击OK。 自由度：选Control-Degrees of Freedom，X-Rotation，Y-Rotation和Z-Rotation选项为不选，单击OK。 2、几何建模 定义点：单击Define Points图标，并把以下信息输入到表中，然后单击OK 。 Point# X1 X2 X3 1 0 0 0 定义线：单击Define Lines图标，增加线1，把Type设置成Extruded，Initial Point设置成1，the components of the Vector设置成0.05，0.0，0.0，然后单击OK。 定义曲面：单击Define Surfaces图标，增加曲面1，把Type设置成Revolved，Initial Line设置成1，the Angle of Rotation设置成360，the Axis设置成Y，Check Coincidence按钮为不选，然后单击OK。
第1章 绪论
有限元法理论——基础理论王家林张俊波编著 重庆交通大学土木工程学院 2017年11月
第1章 绪论 1.1 有限元方法的问题背景 工程技术领域中的许多场问题，如固体力学中的位移场、应力场分析，电磁学中的电磁场分析，热力学中的温度场分析，流体力学中的流场分析等，都可以归结为：在给定边界条件下求解其控制方程（代数方程、常微分方程或偏微分方程）的问题。 虽然各种问题的域内控制方程具有同一性，但各种问题的求解域和边界条件却复杂多样。只有少数形状规则、边界条件简单的问题才能用解析法求解。实际结构的形状和荷载往往非常复杂，要得到解析解是非常困难、甚至不可能的。 基于现代数学和力学基本理论，借助计算机来获得满足工程要求的近似数值解成为现实可行的手段。 目前在工程技术领域中常用的数值计算方法有： (1) 有限单元法(Finite Element Method) (2) 边界元法(Boundary Element Method) (3) 有限差分法(Finite Difference Method) 有限元法因其对各种复杂情况的普遍适应能力，成为工程实际中最具实用性和应用最为广泛的数值计算方法。 下面以弹性力学问题为例进行说明。 1.2 弹性体力学问题的基本控制方程组 对于空间弹性体力学问题，以),,(z y x 表示某确定直角坐标系下一点的位置坐标，以),,(z y x u 、),,(z y x v 、),,(z y x w 分别表示弹性体内任一点处沿x 、y 、z 轴的位移，简记为u 、v 、w ；类似地，以x ε、y ε、z ε分别表示任一点处沿x 、
y 、z 方向的线应变，以xy γ、yz γ、zx γ分别表示任一点处在xy 平面内、yz 平面 内、zx 平面内的剪应变；以x σ、y σ、z σ分别表示任一点处沿x 、y 、z 方向的正应力，以xy τ、yz τ、zx τ分别表示任一点处在xy 平面内、yz 平面内、zx 平面内的剪应力。 弹性体的力学问题可归结为关于位移、应变和应力共15个变量的15个控制方程在特定位移边界和力边界条件下的求解问题。15个控制方程可分为几何方程(6个)、物理方程(6个)和平衡方程(3个)三组。 1.2.1 几何方程 基于小变形假设，域内每一点的6个应变分量（x ε、y ε、z ε、xy γ、yz γ、zx γ）与3个位移分量（u 、v 、w ）之间满足下面几何关系： ??? ????? ?????? ?????+??=??+??=??+ ??=??=??=??=z u x w y w z v x v y u z w y v x u zx yz xy z y x γγγεεε (1-1) 1.2.2 物理方程 对于各项同性的弹性材料，弹性体内每一点的6个应力分量（x σ、y σ、z σ、 xy τ、yz τ、zx τ）和6个应变分量（x ε、y ε、z ε、xy γ、yz γ、zx γ）之间满足Hooke 定律: