OpenSEES知识学习记录文本
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1、利用零长单元模拟阻尼,
uniaxialMaterial Elastic 1 6.8098e6;
uniaxialMaterial Viscous 2 3.24e5 1;
uniaxialMaterial Parallel 3 3 5;
element zeroLength 1 $iNode $jNode -mat 3 -dir 1;
通常有两种方式:
(1)truss element and viscous material.(桁架单元和阻尼材料)
(2)force-based beam-column element and Maxwell material(基于力的梁柱单元和Maxwell材料)。
-、如何运行OpenSEES
有三种方法可以执行OpenSees/Tcl命令:
1、interactive 交互式
直接将命令输入Prompt。
2、执行文件输入
这种方法是最常用的一种,以source inputfile.tcl方式执行已写好的外部命令文件。3、Batch模式
即以Opensees inputFile.tcl方式在MS-DOS/Unix promt中运行。
二、定义单位和常数
在编写一个较大的Opensees命令时。最好先定义好单位及常数。在Opensees中,编译器不能自行转换单位。所以一开始就要先定义好。
单位定义包括两部分:首先定义基本单位;再定义合成单位。其中基本单位要相互独立。同时,在定义单位时,既可以按国际公制单位,也可以按私制单位。因些在单位定义文件中可
能是混合的。我个人建议,还是采用国际公制单位较好。像国外常用英制单位。很不习惯。对于一些常数,如 和g等常数要事先定义好。
在定义这些单位时所用的命令是“set”。
三、生成Matlab命令
Matlab是后处理最常用的工具,通过Tcl脚本语言可以得到Matlab命令文件。同时保证相同的分析参数。如下例:
四、定义Tcl命令的方法
这种方法是从Tcl语言获得的工具,他是一种广义上的函数或者子程序协议。这个不是很明白
五、读取外部文件
外部文件可能是Tcl命令或者是数据。
有以下三种方法:(1)普通读取文件法;(2)重复计算读取文件法;(3)外部数据文件读取法。
(1)普通读取文件法:source.inputfile.tcl。当外部文件中包括一系列的常用分析命令时,可用这个方法。
(2)重复计算读取文件法:外部文件可能包括一系列重复的计算,则采用以下方法。随时改变参数。
也是一种交互式的输入
(3)外部数据文件读取法:这个命令可以用于打开一个数据文件。并按行读取,指定每行的值为单变量。如果一行中有多个值时,则变量是列阵。而其中每个元素可用“lindex”命令提取。
六、建立模型
这项是我们做分析时很关键的一个前提。
常规流程包括以下几个方面:
(1)定义变量和参数;(2)建立模型和定义节点;(3)建立模型和使用变量定义节点;(4)定义材料;(5)定义单元。
(1)定义变量和参数:在Tcl脚本语言中变量是用来替代数字的。一旦被定义好,则可用来代替数字。当重新要使用这些数字的时候,只需要用“$”字符则可以调用。如果不用此字符。则变量名将会被视为字符串命令将导致错误结果。在定义模型的变量时,通常首先定义好材料参数,然后单元参数,再是重力(质量)参数,最后是分析参数。设定好变量定义的命令文件有很多好处,当需要对材料或尺寸等变量进行修改时,只需在这个文件中修改即
可。无需修改后面的文件。
在材料参数中,主要涉及到材料的本构关系变量;单元参数中,主要涉及到单元几何尺寸及数量;重力参数中,主要是模型质量分布;分析参数中,主要是增量步长及数值计算参数。(2)建立模型和定义节点:这些模型节点通常是置于输入文件的开头。最后的定义结点质量的命令会覆盖先前定义的节点质量。在定义这些节点时也可以使用变量来定义,效果是一样的。
(4)定义材料:以下的例子是用于定义钢筋混凝土结构的材料。假定变量都已定义。当这些命令编制在一个外部文件中时,可以用source命令执行。
(5)定义单元:
七、定义输出
(1)定义生成分析输出
生成的分析输出将取决于分析是静力的还是动力的。如下例子:
(2)定义分析中的数据图
八、重力荷载(1)定义重力荷载
(2)运行重力分析
九、静力分析
(1)定义静力推覆分析。
这条命令将在重力荷载被定义和应用之后运行。
(2)运行静力推覆分析。
当运行静力推覆分析时可能用一条命令即可,而单分析参数环境下通常不容易收敛。因些写个脚本试用多个算法增加收敛的可能性。
或
十、动力分析
(1)定义动力地面动动分析
(2)运行动力地面运动分析
十一、关于OpenSEES例子的介绍。
通常在建立分析模型时,重力分析是其中的一部分。
(一)建立模型
1、弹性单元
2、非弹性单元:包括两种截面类型,a、单轴截面;b、纤维截面。
3、水平荷载:a、静力推覆(包括单调加载和循环往复加载);b、随时间变化的动力加载(动力分析):包括均匀正弦波、多点激励正弦波、均匀地震波、多点激励地震波、双向激励地震波
(二)分析过程
1、建立模型
(1)定义模型维数和自由度数
(2)定义节点坐标
(3)定义节点约束——边界条件
(4)定义节点质量
(5)定义单元和单元连接
(6)定义输出记录
以上为OpenSEES建立模型时的常规步骤。
2、定义和施加竖向荷载
(1)定义节点或单元的竖向荷载
(2)定义静力分析参数——容差、算法、约束,方程和加载步
(3)运行分析
(4)保持竖向荷载为常数(为后续的水平荷载分析)
(5)重置时间为0。
3、定义和施加水平荷载
(1)定义荷载模式(节点荷载为静力分析,支点运动为地震分析)
(2)水平荷载分析参数(容差或时间/位移增量)
A、静力水平荷载分析:定义位移增量和位移加载路径
B、动力水平荷载分析:定义输入地震动及所有相关参数,例如地震波调整和输入类型;定义分析持时和时间增量;定义阻尼。
(3)运行分析
十二、OpenSees初级入门篇及简单例子