MIDAS GTS NX与FLAC3 D模型转换方法及应用
CAD中的三维模型转换和导出方法
CAD中的三维模型转换和导出方法CAD（Computer-Aided Design）是计算机辅助设计的缩写，是一种通过计算机辅助完成设计任务的技术。
在现代工程设计中，CAD软件被广泛应用于建筑、机械、制造和其他领域。
在使用CAD软件进行设计时，经常需要将三维模型转换和导出到其他文件格式，以便在其他软件中进行进一步的处理或分享给他人。
本文将介绍CAD中的三维模型转换和导出方法。
一、转换格式在CAD软件中，常见的三维模型格式包括STEP、IGES、STL、OBJ等。
这些格式各有特点，适用于不同的应用场景。
下面将介绍如何进行格式转换。
1. STEP格式：STEP是一种通用的三维模型交换格式，多用于CAD软件之间进行模型的互换。
在CAD软件中，选择导出模型时，可以选择"Save As"或"Export"菜单，然后选择STEP格式并保存。
同样，也可以通过选择"Import"菜单，选择STEP格式的文件进行导入。
2. IGES格式：IGES（Initial Graphics Exchange Specification）也是一种通用的三维模型交换格式，常用于CAD软件之间的数据交换。
在CAD软件中，转换为IGES格式的方法类似于转换为STEP格式。
3. STL格式：STL（Stereolithography）格式是一种常用的用于3D打印的文件格式。
在CAD软件中，选择导出模型时，可以选择STL格式并保存。
通常，还可以选择导出精度，以控制模型的细节程度。
4. OBJ格式：OBJ格式是一种常见的三维模型文件格式，广泛应用于游戏开发和虚拟现实等领域。
在CAD软件中，将模型转换为OBJ格式的方法与转换为其他格式类似。
二、导出方法除了格式转换，CAD软件还提供了多种导出方法，以便将三维模型导出到其他软件中进行后续处理或分享给他人。
下面将介绍一些常见的导出方法。
FLAC3D基本原理及简单实例
FLAC3D基础知识
• 其中，体积模量K和剪切模量G与杨氏模量E和泊松比v有以下关系：
E 3(1 2 ) E G 2(1 ) K
9 KG 3K G 3K 2G G 2(3K G ) E
或
摩尔-库伦塑性模型需要材料参数有： （1）密度 （2）体积模量 （3）剪切模量 （4）内摩擦角 （5）粘聚力 （6）抗拉强度 如果不指定这些材料参数，其值将会自动默认为零。
3D
生成网格
执行变更
定义材料本构关系和 性质 定义边界、初始条件
计算结果保存及调用
图形绘制及结果输出
FLAC3D基础知识
指定材料模型
• 一旦完成了网格的生成，就必须给模型中的所有单元指定一种或者更 多的材料模型及相应的性质。这可以用两个命令MODEL和 PROPERTY来完成。FLAC中有十种内置的材料模型，一般只用三种 模型：MODEL null，MODEL elastic和MODEL mohr。 • MODEL null指的是从模型中去除的或开挖的材料； MODEL elastic 指的是各向同性弹性材料行为； MODEL mohr指的是摩尔-库伦塑性 行为。 • MODEL elastic和MODEL mohr需要通过PROPERTY命令指定材料的 性质，弹性模型需要的材料参数有： • （1）密度 • （2）体积模量 • （3）剪切模量
f t 3 t
式中， 是摩擦角，C是粘聚力， t 是张拉强度，且有：
N
3
张拉强度不超过 值，最大值由下式给定：
1 sin 1 sin
t max
c tan
2.2 FLAC3D常用材料本构模型
Mohr-Coulomb模型
流动法则
FLAC3D建模方法
FLAC3D建模方法探讨摘要：针对flac3d前处理方面的功能不足，本文列举了目前flac3d建模的常用方法以及其建模思路，供需要者参考和选择，具有一定的实用价值。
关键词：flac3d；建模方法1.引言随着计算机技术的发展，数值模拟方法已广泛应用于岩土及地下工程的研究和设计中，flac3d是三维快速拉格朗日法(fast lagrangian analysis of continua-3d)的缩写，它是一种基于三维显式有限差分法的数值分析方法，可以模拟岩土或其他材料的三维力学行为[1]。
这种分析方法非常适合于模拟大变形问题，尤其在材料的弹塑性分析、大变形分析以及模拟施工过程等领域有其独到的优点，但flac3d非完全可视化的建模方式和网格划分方法过于繁琐，限制了其通用性[2]。
2.建模方法探讨随着flac3d的应用逐步普遍，出现了flac3d的一些建模的方法，在此列举出来，以供需要者参考和选择。
2.1 flac3d中interface建模方法interface单元在数字模拟中应用相当广泛，很多数值模拟软件都包含有这种单元。
它可以模拟结构的接缝，不同材料、不同块体的接触面，以及岩石的节理面等。
在flac3d中使用interface建模，目前来说基本上有三种方法，分离法、移动组合法和依次建模法。
分离法的思路是先把块体单元分组建好，然后将界面上两部分的接触网格分离为两部分，最后设置interface单元。
移动组合法的实现步骤是先在不同的位置分别建立两组块体，然后在一个块体的表面建立interface，最后通过移动使两组块体在interface处组合起来。
依次建模法是建立一组块体，然后在其相应表面建立interface，再建立与之接触的另外一组块体。
对于复杂的模型，交替建立块体和interface[3]。
2.2 基于midas／gts的flac3d的建模方法在midas／gts中建立复杂地质模型，可以应用midas／gts内嵌工具地形数据生成器(tgm)，或者从autocad导人线段建模等方法建立模型，图形建模法可以实现“所见即所得”，强大的布尔运算功能及网格划分功能也能使使用者很方便快捷地建立所需要的功能．模型建立完毕，使用菜单导出单元节点信息及节点坐标信息．通过fish语言，将节点信息和单元信息转换为flac3d的command格式。
flac3d实用教程
高效的求解器
FLAC3D采用显式有限差分法，计算效率高， 能够处理大规模的计算问题。
安装步骤及注意事项
2. 解压安装包到指定目录。
1. 从官方网站下载 FLAC3D安装包。
安装步骤
01
03 02
安装步骤及注意事项
3. 运行安装程序，按照提示完成安装过程。
4. 安装完成后，启动FLAC3D软件。
安装步骤及注意事项
FLAC3D支持导入多种格式的外部几何模型，如STL、IGES等。通过导入功能，可以快速将复 杂几何体导入FLAC3D中进行后续分析。
利用内置工具创建简单几何体
对于简单的几何形状，如立方体、圆柱体等，可以直接使用FLAC3D内置的创建工具进行建 模。
布尔运算构建复杂模型
FLAC3D提供布尔运算功能，支持对多个几何体进行并集、交集、差集等操作，以构建更为 复杂的几何模型。
水文地质领域应用案例剖析
地下水渗流模拟
FLAC3D可以模拟地下水在复杂地 质条件下的渗流过程，为地下水 资源的开发和保护提供决策支持。
水库大坝渗流分析
利用FLAC3D对水库大坝进行渗流 分析，可以评估大坝的安全性和 稳定性，为水库运行管理提供科 学依据。
岩溶地区水文地质
模拟
FLAC3D可以模拟岩溶地区的水文 地质过程，包括岩溶发育、地下 水流动等，为岩溶地区的水资源 管理和工程建设提供参考。
它广泛应用于岩土工程、地质工程、水利工程 等领域，用于分析土壤、岩石和其他地质材料 的力学行为。
FLAC3D基于显式有限差分法，能够高效处理 大变形和非线性问题，特别适用于模拟地震、 滑坡、隧道开挖等复杂地质工程问题。
软件特点与优势
强大的后处理功能
软件提供了丰富的后处理工具，如等值线 图、矢量图、动画演示等，方便用户直观 地查看和分析计算结果。
岩土专业软件udec和flac的区别
1Flac：大变形、破坏，灵活性，开放性，软件来源于实际工程，所以可靠度很高，但并是能解决所有的问题；Ansys & Abauqs：通用性软件，在结构方面很强，特别是Abaqus 在非线性方面。
在岩土方面，我没有实际用过，只别人说还可以。
Plaix：操作比较简单，开发人员都有工程背景，软件计算的结果比较可靠；Midas/Gts：韩国的软件，以前是搞桥梁的，最近才转岩土，没有很强的理论背景，不知道计算出来的东西可不可靠。
或者在某一方面得到实际工程的验证，但可靠度还有呆进一步；Geo：边坡、非饱和渗流方面比较牛，特别是非饱和渗流方面，理论创建者是非饱和渗流的奠基人；Rc：岩石力学方面很牛，原因也是因为理论支持是这方面的大牛人；总结：建议从难的基础的学起，搞基础理论搞清楚了，做出来的东西才是东西。
不然随便拿个软件算算，只在乎软件的易学以及图形的漂亮，而不管到底最后结果如何，肯定会出问题的。
所以从Flac 软件学起，搞清楚理论背景。
把理论搞清楚后，再选择一些相对简单的软件比较好。
这样对计算出来的结果心里有底。
2通用软件的功能的确比较强大，但是针对性不强，比如我们都是学岩土的，土的本构关系、土和结构的接触啊等都是比较复杂，如果是通用软件，那么你都要一一的去设置，非常麻烦，当然如果你学的非常好，土力学的概念非常清晰，有限元的知识功底也很强大，那当然是没问题的。
如果我们是个新手，我想在一开始的单元选择和网格划分上就有点难住了，我认识很多人都是用通用软件，但只是照着例子做一遍，并不知道为什么要那样设置，等到变个情况时候，就是不知道怎么做了！我们学习软件当然并不是只学个操作，重要的原理，知道所以然。
所以，我的建议是先学比较容易上手的专业软件，这样你可以通过学习这个软件带动自己学习这个专业的知识，比如看软件的效验手册和科学手册你都会学到很多，让你回顾一下，岩土的一些理论比如本构、固结、渗流等，并且让你知道软件大概是怎么去模拟及它们的误差会在哪里。
数值模拟软件通过CAD-ANSYS-FLAC转换说明
数值模拟软件通过CAD-ANSYS-FLAC转换说明CAD-ANSYS-FLAC转换过程说明目前，Flac3d在岩土工程中应用极为广泛，但是其命令流式的建模方法存在诸多不便，特别是在建立复杂几何模型时，更是显得力不从心，操作性差。
坐标控制点多，查错量大，修改冗杂，阅读困难，单元体网格数目多，计算速度慢。
虽然随着高版本FLAC软件的开发在功能性及计算速度上有明显提升，但是借助专业三维建模软件进行前处理，导入FLAC中计算仍然是一种方便、简洁、快速、精准的建模方法，同时有助于对几何模型的理解。
数值模型就是一个对象，在任何一个软件中都是以该软件可读写的文件类型为存在形式，在不同软件之间转换只是将其转换为另一种软件可读写的文件类型而已，其核心的数据均无变化。
因此其具体流程如下:1、简化地质剖面图一般我们会首先获得区域地质剖面图，进行简化处理，将各地层标识出来，下图为地层示意图，较为简单，实际工程中的地层剖面较为复杂，呈起伏状，并伴有地质构造等。
地质剖面示意图2、创建三维几何模型对于三维几何模型的创建方法有很多种，可以借助很多三维软件进行，如UG，Pro-e，Solidworks，AutoCAD等，根据不同的工程概况，实际三维模型可能复杂很多，这里主要介绍导入flac的思路，因此例中的模型简单，可直接借助CAD进行建模。
首先，将各地层用线(line-L命令)连接成一个独立、闭合的多边形，使用region面域命令生成区域，借助extrude拉伸命令，在第三维方向上进行拉伸，拓展为三维(这里实际非真实的三维模型，实际应根据多个相邻连续间隔的剖面图创建较接近真实情况的模型)。
PS:注意应事先将计划开挖的部分进行绘制，以方便模型在赋予本构关系时通过坐标控制。
由平面拓展的三维模型示意图3、导出至ANSYS选中三维模型，选择“输出”——“其他格式”，另存为.sat文件格式成功安装ANSYS软件后，打开软件，点击File——Import——SAT，找到保存好的sat格式文件，点击ok。
FLAC_3D_复杂网格模型的构建及其工程应用
合了 CAD, CAE, CAM 等图像处理工具的优点, 是建 立复杂计算模型有效而又快捷 的平台。 ANSYS 可 以自上而下直接建立实体模型 , 也可通过自下而上 依次生成点、 线、 面和体的方式建立实体模型。其内 置的强大的布尔运算工具可以实现几何实体之间的 加、 减、 分类、 搭接、 粘接和分割等复杂运算, 大大提 高了建立复杂地质体三维模型的效率。对于实体模 型的网格划分 , ANSYS 提供功能强大的控制工具 , 如单元大小和形状的 控制、 网格的划分类型 ( 自由 和映射等 ) 以及网格的清除和 细化, 以保证剖分出 高质量的网格单元供数值计算之用; 此外 , 还可输出 各 单 元 节 点 坐 标 及 单 元 信 息 NODE DAT 和 ELE DAT 文件 , 供其它软件调用。因此 , 本研究选 用它进行复杂几何模型的建立和网格划分。 1 . 1 前期数据准备 对于目前的数据而言 , 一般需从设计单位或测 量单位提供的二维地质平面图中获取, 此类图形包 含的信息较多, 不能直接为建模所用。因此需对其 进行处理。此项工作的主要内容是对包含分析域的 CAD 图形进行清理 , 即将除表达三维地质信息的等 高线保留外 , 其它所有图层和有关图元信息均予以 删除, 并保存为可供数据交换的 . dx f格式的图件。 1 . 2 数据导出和整理 对于等高线数据 , 目前的导出方法有多种 , 既可 通过自身的命令输出 , 也可通过其它软件读取输出。 对于自身命令 ( list) 输出这一方法, 存在工作量大、 繁琐的缺 点, 并 且其 输出的 数据 格式 并不能 满足 ANSYS 直接 建模 的要 求。因 此, 需采 用他 法。对 此 , 可通过第三方软件对数据进行转换、 整理 , 以获 得可供 ANSYS 直接建模所用的数据。而对于第三 方软件 , 由于进行的只是数据的导入、 导出和整理 , 并不要求对其有较深层次的掌握, 采用其提供的试 用版本就可以实现, 因此, 该方法并没有增大建模的 工作量、 难度和成本。该方法的具体步骤如下。 ( 1) 数据输出。借助地质建模软件 Gocad 的试 用版导入. dxf图形 ( . dx f图形需保存在非中文路径 下 , 并取非中文名 ), 然后再导出等高线数据到 Excel ( 如图 1 和图 2 所示 ) ; 将 Exce l中点三维坐标数据 ( 2)数据整理。由于从 Gocad 导出的数据是等 高线 ( 一般为样条曲线 ) 拟合点的坐标 , 规 律性差, 尚需对其进行整理。将记事本研究件导入到 Surfer 软件中, 借助其对数据进行整理、 插值 ( 如图 3 和图 4 所示 ) , 以获得水平 2 个方向 ( 一般定义为 x, y 坐 标 ) 上等间距点的三维坐标信息 , 并保存为 . dat格 式的数据文件 , 数据的格式如表 1 所示 , 该表中所显 示的示例数据在 x, y 方向上间距均为 100 m。 1 . 3 网格模型的生成 获得 上 述 等 间 距 的 点 坐 标 数 据 后 , 即 可 在 ANSYS中遵循点、 线、 面、 体自下而上的建模方式, 建 立几何实体模型。首先通过这些点生成某一方向上
midas高版本模型转化至低版本需要注意问题及参数变化举例
(2015-11-03 23:02:18)
midas高版本模型向低版本转换，直接打开是不行的，一般常用mct命令流的方式导入。但直接、一次性导入高版本midas的mct命令流也可能存在问题，主要是因为高版本的mct命令流中，某些命令的参数发生的变化。所以，为使模型准确，在导入时还得仔细比较下每条命令是否发生了参数的增减。以某座大跨度桥的计算模型为例，说明具体转化的步骤。同时，给出midas8.3.2版本与midas7.9.5在某些命令参数上的变化。
; bCHANGE-CABLE ; line 1
; bINC-NLA, iNLA-TYPE, bIEMF, iLSTEP, iMAXITER, bENEG, EV, bDISP, DV, bFORC, FV ; line 2
; bINC-PDL, iITER, TOL ; line 3
; bINC-TDE, bCNS, TYPE, iITER, TOL, bTTLE_CS, bRCE, bVAR, bTTLE_ES, bAPPLY-ELA ; line 4
; bOUCC, bITS, iITS, bATS, iT10, iT100, iT1K, iT5K, iT10K ; line 5
; bSD, iSDOPT, SDCONST, iBSC, bSDLE, GLC1, GLC2, ... ; line 6
; LCNAME1, LCNAME2, LCNAME3, ...; from line 7
*SPRING ; Point Spring Supports
; NODE_LIST, Type, SDx, SDy, SDz, SRx, SRy, SRz, GROUP ;LINEAR
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MIDAS GTS NX与FLAC3 D模型转换方法及应用
余永强;梁严午;褚怀保;姚智慧
【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2018(037)005
【摘要】为了弥补FLAC3D针对复杂工况及在特殊结构有限元模型建立过程中存在的不足,探究前处理功能强大的MIDAS GTS NX软件与FLAC3D软件耦合建模
新方法.采用Visual Basic语言编写了MIDAS GTS NX到FLAC3D的模型转换接
口程序,对从MIDAS GTS NX软件导出的节点和单元信息进行编辑修改,生成可供FLAC3D识别的?.flac3d文件.郑州地铁5号线京广南站双线隧道净距小、隧道断
面大、下穿既有公路隧道,主隧道采用CRD工法开挖,支护结构采用包括超前管棚、临时钢支撑在内的多种形式.基于该工程实例,将在MIDAS GTS NX软件中建立的
模型成功导入到FLAC3D中,同时对比数值模拟结果与现场监测数据,验证了该建模方法的可行性及数值计算结果的准确性.
【总页数】6页(P128-133)
【作者】余永强;梁严午;褚怀保;姚智慧
【作者单位】河南省地下工程与灾变控制重点实验室,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南省地下工程与灾变控制重点实验室,河南焦作454000;河南理工大学
土木工程学院,河南焦作454000;中铁三局集团桥隧工程有限公司,四川成都610083
【正文语种】中文
【中图分类】U456.3
【相关文献】
1.Midas GTS/NX在边坡稳定性分析与评价中的应用 [J], 彭远煌
2.基于Midas GTS NX土的三种本构模型工程应用实例 [J], 池恒天; 吴振宇; 刘小志
3.midas GTS NX在埋入式抗滑桩设计中的应用 [J], 张新
4.Midas GTS-NX在机场边坡动态设计中的应用 [J], 王静
5.基于MIDAS/GTS NX的地铁安全评估应用 [J], 涂儒杰;林环周;张铮太
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