黄祖慰-大学生结构设计竞赛指导讲义

1、第六讲MIDAS桥梁结构模型入门讲授人：黄祖慰打开软件；另存到一个指定的文件夹(自己创立的新文件夹，目的是使用方便)；开始操作：在主菜单中选择工具单位体系在长度栏中选择mm在力栏中选择N点击确认按钮选中菜单系统在主菜单中选择工具用户指定工具条。在工具条目录中将节点、单元、特征打钩对单元工具条上的蓝色部分用鼠标指定后若放到自己所需的位置。使用相同的方法可以排列使用相同的方法可以排列节点工具条和特性工具条点击工具条对话框结束按钮以改进后的桥梁教学模型作为例子一、定义材料此次分析的桥梁模型材料的力学参数为：顺纹弹性模量E=1.0103MPa、顺纹抗拉强度=30MPa。主菜单中选择模型材料和截面特征材

2、料点击添加那妞，调出材料数据对话框输入材料名称桐木 类型选择：用户自定义 规范：无 输入弹性模量1e+3泊松比 这里取0.25单位换算9.8*0.3/1000000 牛/立方毫米在容重处直接输入9.8*0.3/1000000其他不考虑，若找到准确数据可填点击确认按钮材料定义完毕材料定义完了可以通过编辑对材料的属性进行修改二、定义截面主菜单中选择模型材料和截面特征截面点击添加，一次添加以下截面添加时输入截面名称，选择截面类型，点击用户，输入杆件参数截面类型有：杆号，名称，类型，截面形状1，横梁 ，用户，T型2，纵梁，用户，箱型3，拉条，用户，实腹长方形截面4，主梁竖杆，用户，箱型5，横断面竖杆，

3、用户，H型6，下横联杆件，用户，矩形具体软件对话框如下： 截面定义完毕：三、建立模型 建立节点单元节点号（开）；自动对齐（开）；选择正视图点击模型、节点、建立节点（节点起始号这一栏始终不管）输入：坐标0,0,0 复制次数6 距离在DX上填100 点击适用，如下图所示点击复制移动节点按钮用选择节点号为2-6的节点 输入项目如下图输入框所示，点击适用便可生成8-12节点建立单元：建立纵梁：点击菜单、模型、单元、建立单元在建立单元的对话框里面选择单元类型为一般梁/变截面梁 材料选择桐木 截面选择纵梁截面选择纵梁一次点击1,2；2,3；3,4；4,5；5,6；6,7；节点建立起纵梁单元建立主梁竖杆：打

4、开建立单元的对话框，方法同上，只需把截面改成主梁竖杆，依次分别点击节点2,8；6；12；建立竖杆按照上述方法建立起拉条复制主梁：在单元建立的对话框里面形式 ：复制等间距： DY：170 复制次数选择1 用选择已经建立了的全部单元和节点点击适用，主梁即复制好，点击视图即可显示出上图。建立横向连接系：点击视图显示正面，通过从左上角滑至右下角选择边上的一片竖向构件：节点显示为粉红色，单元显示为艳蓝色表示已经被选定。点击只显示上一部分的构件，其他部分消隐。点击可有如下显示：先建立横梁，打开单元建立对话框，将截面选为横梁，依次连接节点2与14：建立下表面的连接构件，方法同上，效果如下图：为了建立中间的竖

5、杆，需要对单元43与单元44进行分割选择菜单、模型、单元、分割，进入对话框选择等间距，再通过选择单元43，44。点击适用，单元分割，形成新的节点25，26。建立中间竖杆：建立拉条：注意此时，在对话框BETA角这一栏要输入90，建立构件效果如下：复制横向连接系通过选择已经建立好的横向联结系，点击，显示全部单元打开单元复制对话框选择等间距，在DX项输入100，复制次数填写4。点击适用建立端横梁，注意将BETA角项改回0：建立桥面添加材料：纸 参数：弹性模量100MPa 泊松比设为0.25纸张容重设为桐木3倍 在容重处直接输入3*9.8*0.3/1000000建立桥面边界节点复制节点1，向DY方向复

6、制距离为-15，选择节点方式可以用；复制节点13，向DY方向复制距离为15，选择节点方式可以用；这样，就建立出两个新的节点，节点35和节点36复制节点，操作参考复制横向联结系，但注意此时是节点复制，DY=0，DX=100，复制次数为6，点击适用，效果如下打开单元建立对话框单元类型选择板材料选择纸点击新建厚度，点击确认，下图0.7是纸张厚度。依次选中桥面4个角点即可生成桥面到此为止，模型所有构件建立完毕四、边界条件梁桥类型属于简支梁打开菜单、模型、边界条件、一般支承点击视图按钮左下角的点选择支承条件为:DX DY DZ 用选择节点1，点击适用。用选择节点13，支承方向改成DX DZ,点击适用 用

7、选择节点7，支承方向改成DY DZ,点击适用 用选择节点19，支承方向改成DZ,点击适用 至此，边界条件添加完毕。五、施加荷载自重：菜单、荷载、静力荷载工况名称（结构自重） 类型：恒荷载 添加 关闭 菜单、荷载、自重 在Z处填写-1，点击添加，关闭添加集中荷载这里取最大的6kg，g取10，60N菜单、荷载、静力荷载工况名称（集中荷载） 类型 用户自定义点击添加 关闭菜单、荷载、节点荷载，打开对话框，将荷载工况选为集中荷载 在FZ处填写-60选取跨中要求施加集中荷载的节点，点击适用。如图桥梁跨中箭头所示即为添加的集中应力，其值的大小可以通过选着显示选项显示出来。模拟小车荷载：在此只模拟最不利情况

8、：小车每个重4kg，每个小车4个轮子。每辆小车相当于4个1kg的荷载。最不利状态为：跨中集中荷载6kg，两辆小车串联行驶至跨中。选择两端端横梁，将梁单元等间距分割，点击关闭。双击左侧菜单的横梁 然后点击，只显示横梁点击，用选择右边横梁，点击，只显示右边横梁分割单元，架设小车右侧轮子压在横梁右端，假设小车轮子中心间距为5cm，纵向横向间距为10mm（上一次比赛中，小车实际上外轮距 51mm 轮宽13mm，前后轮距离为145mm）。分割横梁单元：分割点距离右端5cm，选中显示的横梁单元，小车车轮的另一接触点点击分割单元（在菜单中可以找到），点钟分割单元 任意间距项，x方向填入35点击适用点击荷载，

9、进入静力荷载工况，荷载名称：小车等效荷载，类型：用户自定义。关闭点击菜单，荷载，节点荷载，荷载工况选择小车串联 FZ 项填-10选中靠近跨中的6个节点（假设两个车轮重合），如图，节点编号为52，53，54，3 ，4 ，5添加节点荷载：第一辆小车，选中节点3,52,53,4，点击适用第二辆小车，选中节点4,53,5,54，点击适用注意，4,53节点有两个重合的节点荷载。到此为止，模型荷载施加完毕。六、模型计算与结果查看如上面过程都检查无误之后，开始进行计算。点击，开始进行计算。在查看结果之前，进行荷载组合点击菜单，结果，荷载组合，名称自定义（1），在荷载工况里面选取集中荷载，串联小车，结构自重。

10、名称自定义（2），在荷载工况里面选取集中荷载，结构自重。点击关闭查看结果：当只有模型自重与集中荷载时，应当选择组合2支座反力：点击结果，反力，反力，将工况组合调至2，显示类型点击数值与图例。得出对话框如下图点击适用支座反力结果如下：查看荷载组1的支座反力操作同上，只是把组合项选为1，结果如下：位移查看：点击菜单，结果，位移，位移等值线 查看组合1,2的对话框分别如左图所示，点击适用组合2下：最大位移为5.0468mm组合1下：最大位移为12.304查看单元内力：点击菜单，结果，内力，梁单元内力，或者内力图，有如下对话框：查看轴力时，点击FX，查看弯矩时，点击MY（原因是相对坐标）查看的轴力图如

11、下， 正代表受拉，负代表受压图，以组合1的轴力图的作为例子：查看应力：查看应力的作用是根据应力大小调整杆件截面点击菜单，结果，内力，梁单元应力，或者应力图，有如下对话框同样以组合1作为例子，梁单元的应力和应力图如下：七、在加载中的自振频率计算 另存一个文件在振动荷载时：跨中集中荷载改成3kg，小车串联。点击节点荷载，选项如下图所示，集中荷载，替换，FZ填-30。选取集中荷载点。点击适用 修改完成，如上图所示。将荷载装换为质量：点击菜单，模型，质量，将荷载转换成质量，打开对话框：选中节点荷载，在荷载工况里面选中集中荷载，点击添加。在从荷载工况里面选择小车串联，点击添加，点击确认。结果如上图所示。点击菜