專利名稱：可視化結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)建模系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種建模過(guò)程可實(shí)時(shí) 觀察的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件。
背景技術(shù)：
結(jié)構(gòu)分析經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，已經(jīng)比較成熟，現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)外己經(jīng)有許多通 用和專用的結(jié)構(gòu)分析軟件。早先，計(jì)算程序需要的輸入數(shù)據(jù)文件是由用戶編寫 后再輸入到計(jì)算機(jī)中去，對(duì)于比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這種過(guò)程是極其煩瑣且容易出 錯(cuò)的?，F(xiàn)代的建筑結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，規(guī)模也越來(lái)越大， 一般的建筑結(jié)構(gòu)往往有 成千上萬(wàn)根桿件，再用手工編寫輸入數(shù)據(jù)文件是不現(xiàn)實(shí)的。當(dāng)前，所有的結(jié)構(gòu) 分析程序都有前處理部分，但許多程序的前處理功能不強(qiáng)，主要體現(xiàn)在建模過(guò) 程麻煩，自動(dòng)化程度不高，而且修改不方便。例如，著名的有限元分析軟件ANSYS， 復(fù)雜空間網(wǎng)架的建模過(guò)程就非常麻煩，它需要先找出組成網(wǎng)架桿件布置的函數(shù) 關(guān)系，然后利用*00循環(huán)命令流實(shí)現(xiàn)建模過(guò)程，對(duì)于許多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，函數(shù)關(guān)系 不容易找出，而且有的結(jié)構(gòu)根本找不到函數(shù)關(guān)系。
另外，由于ANSYS是國(guó)際上最為著名的有限元分析軟件之一，許多CAD軟 件都與它有接口，可以將其它CAD軟件的建模結(jié)果轉(zhuǎn)換為ANSYS的數(shù)據(jù)，但這 些CAD軟件多數(shù)是將機(jī)械上的建模結(jié)果轉(zhuǎn)換為ANSYS的數(shù)據(jù)，缺少將建筑結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)換為ANSYS數(shù)據(jù)的軟件。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可視化結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)的技術(shù)方案，方便、準(zhǔn)確和快速的建立各種空間結(jié)構(gòu)模型，且整個(gè)模 型建立的過(guò)程完全可視化。
所述的視化結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)，其特征在于包括前處理模塊、計(jì)算模塊和后處 理模塊三個(gè)部分，建筑結(jié)構(gòu)的建模、分析過(guò)程如下
(1) 前處理，利用前處理模塊具有的基本繪圖功能建立結(jié)構(gòu)模型，并在結(jié) 構(gòu)模型上添加各種荷載和邊界條件，結(jié)構(gòu)模型建立后自動(dòng)形成計(jì)算模塊所需要 的輸入數(shù)據(jù)文件；
(2) 計(jì)算，計(jì)算模塊讀入由前處理模塊形成的輸入數(shù)據(jù)文件并進(jìn)行計(jì)算， 計(jì)算結(jié)束后輸出計(jì)算結(jié)果，并形成后處理模塊所需要的后處理文件；
(3) 后處理，根據(jù)計(jì)算模塊形成的后處理文件，在結(jié)構(gòu)模型上繪制各種對(duì) 應(yīng)圖形。
所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于前處理模塊對(duì)三種結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模， 對(duì)框架結(jié)構(gòu)建模，框架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)為剛節(jié)點(diǎn)，對(duì)空間網(wǎng)格、網(wǎng)架和空間網(wǎng)殼 建模，該結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)為鉸節(jié)點(diǎn)，對(duì)框架與網(wǎng)架相結(jié)合的結(jié)構(gòu)建模，該結(jié)構(gòu)中 的節(jié)點(diǎn)是剛節(jié)點(diǎn)和鉸節(jié)點(diǎn)的結(jié)合。
所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于前處理模塊與計(jì)算模塊之間設(shè)置 數(shù)據(jù)傳輸接口 ，計(jì)算模塊采用層SYS或VFEAP有限元分析軟件系統(tǒng)。
所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于建模過(guò)程中每一步圖形結(jié)構(gòu)的選 擇、修改和數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果都在顯示設(shè)備上進(jìn)行顯示。
所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于所述的對(duì)框架結(jié)構(gòu)建模，包括一 次性直接生成正交形式框架模型、逐層形成空間結(jié)構(gòu)模型和自行繪制各層樓面 形成空間結(jié)構(gòu)模型三種建模方式。
所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于所述的對(duì)框架與網(wǎng)架相結(jié)合的結(jié)構(gòu)建模，采用插入圖塊的方法，對(duì)結(jié)構(gòu)中的某幾個(gè)部分單獨(dú)建模，當(dāng)某一個(gè)單 獨(dú)部分建模結(jié)束后，作為圖塊保存起來(lái)，然后插入到其他模型中。
所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于所述的圖塊保存的流程如下 (Sl)打開(kāi)文件保存對(duì)話框，保存圖塊文件名和文件注釋，搜索數(shù)據(jù)鏈表，
確定節(jié)點(diǎn)數(shù)jds、桿件單元數(shù)gs、索單元數(shù)ss、網(wǎng)架單元數(shù)wjs和材料數(shù)cls 等，保存在文件中；
(s2)按數(shù)據(jù)鏈表中節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；
(s3)如果gs大于0，搜索數(shù)據(jù)鏈表，按桿件單元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存桿件單 元的數(shù)據(jù)；
(s4)如果ss大于0，搜索數(shù)據(jù)鏈表，按索單元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存索單元的
數(shù)據(jù)；
(s5)如果wjs大于0，搜索數(shù)據(jù)鏈表，按網(wǎng)架單元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存網(wǎng)架單 元的數(shù)據(jù)；
(s6)如果cls大于0，搜索數(shù)據(jù)鏈表，按個(gè)材料的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存各材料的
數(shù)據(jù)；
(s7)在顯示設(shè)備的屏幕上彈出一對(duì)話框，通知用戶圖形文件保存完畢， 同時(shí)在對(duì)話框中顯示出保存的圖形文件名和其所在的文件夾。
所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于所述的插入圖塊的流程如下 (ml)打開(kāi)文件，然后打開(kāi)對(duì)話框，確定需要插入的圖塊文件； (m2)打開(kāi)確定基點(diǎn)對(duì)話框，確定圖形的插入基點(diǎn)；
(m3)讀入圖塊文件中保存的節(jié)點(diǎn)數(shù)jds，桿件單元數(shù)gjs，索單元數(shù)ss， 網(wǎng)架單元數(shù)wjs和材料數(shù)cls;
(m4)讀入圖塊文件中的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并檢査當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表中的節(jié)點(diǎn)是否有與該節(jié)點(diǎn)重合的，如果沒(méi)有，則將圖塊文件中的數(shù)據(jù)加入當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表，并修
改該節(jié)點(diǎn)編號(hào)，如果有重合的，則不加入當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表；
(m5)如果gjs大于0，讀入圖塊文件中的桿件單元數(shù)據(jù)，檢查當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈 表中是否存在與該桿件重疊的桿件，如果不存在，則將桿件數(shù)據(jù)寫入當(dāng)前數(shù)據(jù) 鏈表，并根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表修改該桿件單元的單元號(hào)和兩端的節(jié)點(diǎn)號(hào)，如果有 重疊的則不寫入當(dāng)前鏈表；
(m6)如果ss大于0，讀入圖塊文件中的索單元并同上作相應(yīng)修改； (m7)如果wjs大于0，讀入圖塊文件中的網(wǎng)架單元并同上作相應(yīng)修改； (m8)如果cls大于0，讀入圖塊文件中的材料數(shù)據(jù)并同上作相應(yīng)修改； (m9)圖塊文件插入完畢，重畫屏幕圖形。 本發(fā)明提供了一種可視化結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)的技術(shù)方案，可以方便、準(zhǔn)確和快 速的建立各種建筑物的空間結(jié)構(gòu)模型，且整個(gè)模型建立的過(guò)程是完全可視化。 建模過(guò)程中不需要編寫數(shù)據(jù)文件，通過(guò)直接選擇基本圖形即可完成對(duì)建筑結(jié)構(gòu) 模型的建立。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)建模的自動(dòng)化，極大的提高了建模的速度，同 時(shí)也大大提高了模型可視化程度。


圖l本發(fā)明保存圖塊的程序流程圖； 圖2本發(fā)明插入圖塊的程序流程圖； 圖3本發(fā)明形成ANSYS命令流文件的程序流程圖。
具體實(shí)施例方式
可視化結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)，前處理模塊、計(jì)算模塊和后處理模塊三個(gè)部分，在 進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的建模、分析時(shí)，先進(jìn)行前處理，利用前處理模塊具有的基本繪 圖功能建立結(jié)構(gòu)模型，并在結(jié)構(gòu)模型上添加各種荷載和邊界條件，結(jié)構(gòu)模型建立后自動(dòng)形成計(jì)算模塊所需要的輸入數(shù)據(jù)文件，然后由計(jì)算模塊讀入由前處理 模塊形成的輸入數(shù)據(jù)文件并進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)束后輸出計(jì)算結(jié)果，并形成后處 理模塊所需要的后處理文件，后處理模塊根據(jù)計(jì)算模塊形成的后處理文件，在 結(jié)構(gòu)模型上繪制各種對(duì)應(yīng)圖形。建模過(guò)程中每一步圖形結(jié)構(gòu)的選擇、修改和數(shù) 據(jù)計(jì)算的結(jié)果都在顯示設(shè)備上進(jìn)行顯示。
前處理模塊可對(duì)三種結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，對(duì)框架結(jié)構(gòu)建模，框架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn) 為剛節(jié)點(diǎn)，對(duì)空間網(wǎng)格、網(wǎng)架和空間網(wǎng)殼建模，該結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)為鉸節(jié)點(diǎn)，對(duì) 框架與網(wǎng)架相結(jié)合的結(jié)構(gòu)建模，該結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)是剛節(jié)點(diǎn)和鉸節(jié)點(diǎn)的結(jié)合。其 中對(duì)框架結(jié)構(gòu)建模，包括一次性直接生成正交形式框架模型、逐層形成空間結(jié) 構(gòu)模型和自行繪制各層樓面形成空間結(jié)構(gòu)模型三種建模方式。
采用一次性直接生成正交形式框架模型，對(duì)于許多相對(duì)比較規(guī)則的正交形 式空間框架，用這種方法可以在很短的時(shí)間內(nèi)(數(shù)秒鐘)生成空間結(jié)構(gòu)的整體 輪廓。只要按照程序的提示輸入空間框架的橫向跨數(shù)、縱向跨數(shù)和層數(shù)，然后 輸入各跨跨長(zhǎng)和各層層高，程序就可以立即形成空間結(jié)構(gòu)的整體輪廓，同時(shí)在 屏幕上顯示出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖形。用戶可以選擇框架的縱、橫向跨數(shù)、層數(shù)，還 可以自己選擇各跨(層)的長(zhǎng)(高)度是否相同。如果各跨(層)的長(zhǎng)(高) 度相同，則對(duì)應(yīng)跨(層)只需輸入一次數(shù)據(jù)，如果不相同，則需輸入多次。在 各跨(層)的長(zhǎng)(高)度不相同的情況下，如果當(dāng)前一跨(層)的長(zhǎng)(高)度 與前一跨(層)的長(zhǎng)(高)度相同，則當(dāng)前跨(層)的長(zhǎng)(高)度不需要輸入， 只需直接按回車鍵即可。在形成的整體輪廓的基礎(chǔ)上，還可以方便進(jìn)行地修改 例如增加、刪除某些桿件單元；修改某跨的跨長(zhǎng)和某層的層高等；添加支座約 束和各種荷載等。此外，在當(dāng)前形成的框架模型上，可以方便地輸入或修改各 種恒載和活載。對(duì)于比較規(guī)則的空間框架結(jié)構(gòu)，利用這種方法可以迅速、準(zhǔn)確地形成空間框架的輪廓，形成后還可以方便地修改。由于采用了〔++的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 鏈表，因此對(duì)各種單元的個(gè)數(shù)完全沒(méi)有限制。
在空間框架建模時(shí)，可以采用逐層形成空間結(jié)構(gòu)模型的方法，這種方法的 基本思路是首先確定該層的層高，然后在該層所在的XY坐標(biāo)平面上繪制由各 種圖元組合成的平面圖形，平面圖形經(jīng)過(guò)編輯、修改以后，得到實(shí)際框架結(jié)構(gòu) 在這一層上的軸線圖，該層所有的圖形全部繪制結(jié)束后，求出所有圖元的交點(diǎn)， 然后根據(jù)某圖元在二交點(diǎn)內(nèi)的部分形成梁?jiǎn)卧?，如果在二交點(diǎn)之間為直線圖元， 則生成直梁；如果是曲線則生成曲梁?jiǎn)卧?，梁的二個(gè)端點(diǎn)的x、 y坐標(biāo)即為交點(diǎn) 的x、 y坐標(biāo)，而z坐標(biāo)即為該層的高度。 一個(gè)實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)在某一層上的形
式可能非常復(fù)雜，單元形狀可能各種各樣，要迅速、準(zhǔn)確地形成一層樓面上的 結(jié)構(gòu)模型，軟件必須具有強(qiáng)大的圖元生成、修改和編輯功能，現(xiàn)有的軟件在這 方面的功能還不能滿足日益復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)的需要，而且修改、編輯圖元的功 能不夠完善。在本項(xiàng)目的前處理模塊中，實(shí)現(xiàn)了基本圖元的繪制功能，包括直 線、圓、圓弧、橢圓和橢圓弧的繪制。為提高繪圖速度，提供了繪制連續(xù)直線、 垂直直線、平行直線、指定角度的直線、旋轉(zhuǎn)直線、同心圓、同心圓弧、二線 間的過(guò)渡圓弧等功能。在圖元編輯方面提供上述所有圖元的修剪、延伸、偏移、 刪除、拷貝、平行拷貝、移動(dòng)、鏡像、陣列、旋轉(zhuǎn)等功能，并且可以隨時(shí)求出 各圖元的相交點(diǎn)(網(wǎng)格點(diǎn))，并且可以對(duì)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行編輯，如刪除網(wǎng)格點(diǎn)，刪除 網(wǎng)格線和進(jìn)行網(wǎng)格點(diǎn)移動(dòng)等。為了能在圖元的任意位置添加柱單元，還實(shí)現(xiàn)了 在任意圖元上的任意位置添加附加網(wǎng)格點(diǎn)和刪除任意網(wǎng)格點(diǎn)的功能。在建模時(shí)， 對(duì)橢圓和橢圓弧求交采用了自創(chuàng)的特殊算法，不但大大簡(jiǎn)化了它們和其他圖元
的各種求交運(yùn)算，而且還可以創(chuàng)建長(zhǎng)、短軸沿任意方位的橢圓或橢圓弧(VC++
本身不提供長(zhǎng)、短軸沿任意方位的橢圓或橢圓弧)，這也是現(xiàn)有的相關(guān)軟件所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
還包括自行繪制各層樓面形成空間結(jié)構(gòu)模型的方法，該方法提供給對(duì)程序 功能較為熟悉的用戶使用。這個(gè)方法要求用戶自行繪制每層的單元，為幫助繪 制時(shí)能夠精確定位，前處理模塊提供了一些常用的捕捉功能，如直角坐標(biāo)柵格 捕捉、極坐標(biāo)柵格捕捉、橢圓坐標(biāo)柵格捕捉、端點(diǎn)捕捉等。同時(shí)為了加快建模 速度，前處理模塊還具有桿件單元的刪除、拷貝、平行拷貝、移動(dòng)、鏡像、陣 列、旋轉(zhuǎn)等功能，并能夠方便地從某一層切換到另外一層，利用它們也可以快 速地構(gòu)造出復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)模型。
由于實(shí)際結(jié)構(gòu)可能非常復(fù)雜，包含了成千上萬(wàn)個(gè)桿件單元，為方便觀察和 操作，前處理模塊除了具有任意的放大、縮小、上下左右和向任意方向移動(dòng)和 局部放大的功能外，還具有可以任意顯示或隱藏某一層、某一榀、或者某基層、 某幾榀，并且可以任意只顯示或隱藏某些用戶指定的單元，這個(gè)功能對(duì)需要仔 細(xì)觀察某大型結(jié)構(gòu)的某一局部非常有用。當(dāng)用戶需要時(shí)，被隱藏的桿件#>元又 可以隨時(shí)顯示出來(lái)。
空間網(wǎng)格、網(wǎng)架和空間網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu)的使用目前日益廣泛，但它們的構(gòu)造比 框架更為復(fù)雜，此時(shí)可采用對(duì)空間網(wǎng)格、網(wǎng)架和空間網(wǎng)殼建模的方法進(jìn)行建模。
對(duì)框架與網(wǎng)架相結(jié)合的結(jié)構(gòu)建模，采用插入圖塊的方法，對(duì)結(jié)構(gòu)中的某幾 個(gè)部分單獨(dú)建模，當(dāng)某一個(gè)單獨(dú)部分建模結(jié)束后，作為圖塊保存起來(lái)，然后插 入到其他模型中。圖塊保存的流程如下(Sl)打開(kāi)文件保存對(duì)話框，保存圖塊 文件名和文件注釋，搜索數(shù)據(jù)鏈表，確定節(jié)點(diǎn)數(shù)jds、桿件單元數(shù)gS、索單元 數(shù)ss、網(wǎng)架單元數(shù)wjs和材料數(shù)cls等，保存在文件中；(s2)按數(shù)據(jù)鏈表中節(jié) 點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；(s3)如果gs大于0，搜索數(shù)據(jù)鏈表，按桿件單元 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存桿件單元的數(shù)據(jù)；(s4)如果ss大于0，搜索數(shù)據(jù)鏈表，按索單元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存索單元的數(shù)據(jù)；(s5)如果wjs大于0，搜索數(shù)據(jù)鏈表，按網(wǎng) 架單元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存網(wǎng)架單元的數(shù)據(jù)；(s6)如果cls大于0，搜索數(shù)據(jù)鏈表， 按個(gè)材料的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存各材料的數(shù)據(jù)；(s7)在顯示設(shè)備的屏幕上彈出一對(duì)話 框，通知用戶圖形文件保存完畢，同時(shí)在對(duì)話框中顯示出保存的圖形文件名和 其所在的文件夾。保存過(guò)的圖塊在以后需要的時(shí)候隨時(shí)可以插入到其它模型中 間。插入圖塊的流程如下(ml)打開(kāi)文件，然后打開(kāi)對(duì)話框，確定需要插入的 圖塊文件；(m2)打開(kāi)確定基點(diǎn)對(duì)話框，確定圖形的插入基點(diǎn)；(m3)讀入圖塊 文件中保存的節(jié)點(diǎn)數(shù)jds，桿件單元數(shù)gjs，索單元數(shù)ss，網(wǎng)架單元數(shù)wjs和材 料數(shù)cls; (m4)讀入圖塊文件中的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并檢查當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表中的節(jié)點(diǎn)是 否有與該節(jié)點(diǎn)重合的，如果沒(méi)有，則將圖塊文件中的數(shù)據(jù)加入當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表， 并修改該節(jié)點(diǎn)編號(hào)，如果有重合的，則不加入當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表；(m5)如果gjs大 于0，讀入圖塊文件中的桿件單元數(shù)據(jù)，檢査當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表中是否存在與該桿件 重疊的桿件，如果不存在，則將桿件數(shù)據(jù)寫入當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表，并根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù) 鏈表修改該桿件單元的單元號(hào)和兩端的節(jié)點(diǎn)號(hào)，如果有重疊的則不寫入當(dāng)前鏈 表；(m6)如果ss大于0，讀入圖塊文件中的索單元并同上作相應(yīng)修改；(m7) 如果wjs大于0，讀入圖塊文件中的網(wǎng)架單元并同上作相應(yīng)修改；(m8)如果cls 大于0，讀入圖塊文件中的材料數(shù)據(jù)并同上作相應(yīng)修改；(m9)圖塊文件插入完 畢，重畫屏幕圖形。
前處理模塊建模完成后，自動(dòng)形成計(jì)算模塊所需要的輸入數(shù)據(jù)文件，前處 理模塊與計(jì)算模塊之間設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸接口，計(jì)算模塊采用ANSYS有限元分析軟 件系統(tǒng)。通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸接口，計(jì)算模塊讀入由前處理模塊形成的輸入數(shù)據(jù)文件 并進(jìn)行計(jì)算。前處理模塊形成ANSYS命令流文件的流程如圖3所示。由于在前 處理模塊中提供了許多建筑工程中常用的荷載，而在ANSYS中對(duì)于桿件只提供了壓力荷載和節(jié)點(diǎn)荷載，因此在前處理模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ANSYS所能接受的數(shù) 據(jù)時(shí)，只能在桿件中間的荷載不連續(xù)點(diǎn)處將桿件重新斷開(kāi)為兩根或兩根以上的 桿件單元。另外，為了在由ANSYS計(jì)算后能夠較為精確地繪制結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖，在 形成ANSYS數(shù)據(jù)文件時(shí)，需要將一根桿件分為多個(gè)單元。進(jìn)行上述處理時(shí)，采 用了空間線段的定比分點(diǎn)公式，而且在分為多個(gè)單元前，還需要對(duì)同一桿件上 的各分點(diǎn)排序，才能正確的在一根桿件上形成多個(gè)單元。在工程實(shí)際問(wèn)題中， 有時(shí)需要用到含剛性域鋼架的桿件單元，但是ANSYS中沒(méi)有提供這類單元，在 前處理模塊中提供了這類單元，在轉(zhuǎn)換為認(rèn)SYS數(shù)據(jù)文件時(shí)，將這類單元按二 端剛域長(zhǎng)度分段，并將剛域段的彈性模量設(shè)置為非剛域段的若干倍，這樣使得 ANSYS也可以處理這類單元。
當(dāng)計(jì)算模塊計(jì)算結(jié)束后，后處理模塊可以讀入相應(yīng)數(shù)據(jù)并繪制出各種內(nèi)力 圖。此時(shí)即可完成對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的模型建立。
權(quán)利要求
1.可視化結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)，其特征在于包括前處理模塊、計(jì)算模塊和后處理模塊三個(gè)部分，建筑結(jié)構(gòu)的建模、分析過(guò)程如下(1)前處理，利用前處理模塊具有的基本繪圖功能建立結(jié)構(gòu)模型，并在結(jié)構(gòu)模型上添加各種荷載和邊界條件，結(jié)構(gòu)模型建立后自動(dòng)形成計(jì)算模塊所需要的輸入數(shù)據(jù)文件；(2)計(jì)算，計(jì)算模塊讀入由前處理模塊形成的輸入數(shù)據(jù)文件并進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)束后輸出計(jì)算結(jié)果，并形成后處理模塊所需要的后處理文件；(3)后處理，根據(jù)計(jì)算模塊形成的后處理文件，在結(jié)構(gòu)模型上繪制各種對(duì)應(yīng)圖形。
2. 如權(quán)利要求1所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于前處理模塊對(duì)三 類結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，對(duì)框架結(jié)構(gòu)建模，框架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)為剛節(jié)點(diǎn)，對(duì)空間網(wǎng)格、 網(wǎng)架和空間網(wǎng)殼建模，該結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)為鉸節(jié)點(diǎn)，對(duì)框架與網(wǎng)架相結(jié)合的結(jié)構(gòu) 建模，該結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)是剛節(jié)點(diǎn)和鉸節(jié)點(diǎn)的結(jié)合。
3. 如權(quán)利要求1所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于前處理模塊與計(jì) 算模塊之間設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸接口，計(jì)算模塊采用ANSYS或VFEAP有限元分析軟件 系統(tǒng)。
4. 如權(quán)利要求1所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于建模過(guò)程中每一 步圖形結(jié)構(gòu)的建立、修改和數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果都在顯示設(shè)備上進(jìn)行顯示。
5. 如權(quán)利要求2所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于所述的對(duì)框架結(jié) 構(gòu)建模，包括一次性直接生成正交形式框架模型、逐層形成空間結(jié)構(gòu)模型和自 行繪制各層樓面形成空間結(jié)構(gòu)模型三種建模方式。
6. 如權(quán)利要求2所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于所述的對(duì)框架與網(wǎng)架相結(jié)合的結(jié)構(gòu)建模，采用插入圖塊的方法，對(duì)結(jié)構(gòu)中的某幾個(gè)部分單獨(dú)建 模，當(dāng)某一個(gè)單獨(dú)部分建模結(jié)束后，作為圖塊保存起來(lái)，然后插入到其他模型 中。
7. 如權(quán)利要求6所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于所述的圖塊保存 的流程如下(Sl)打開(kāi)文件保存對(duì)話框，保存圖塊文件名和文件注釋，搜索數(shù)據(jù)鏈表， 確定節(jié)點(diǎn)數(shù)jds、桿件單元數(shù)gS、索單元數(shù)SS、網(wǎng)架單元數(shù)wjs和材料數(shù)cls 等，保存在文件中；(S2)按數(shù)據(jù)鏈表中節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；(s3)如果gs大于0，搜索數(shù)據(jù)鏈表，按桿件單元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存桿件單 元的數(shù)據(jù)；(s4)如果ss大于O，搜索數(shù)據(jù)鏈表，按索單元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存索單元的數(shù)據(jù)；(s5)如果wjs大于O，搜索數(shù)據(jù)鏈表，按網(wǎng)架單元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存網(wǎng)架單 元的數(shù)據(jù)；(s6)如果cls大于O，搜索數(shù)據(jù)鏈表，按個(gè)材料的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存各材料的數(shù)據(jù)；(s7)在顯示設(shè)備的屏幕上彈出一對(duì)話框，通知用戶圖形文件保存完畢， 同時(shí)在對(duì)話框中顯示出保存的圖形文件名和其所在的文件夾。
8. 如權(quán)利要求6所述的可視化結(jié)構(gòu)分析軟件，其特征在于所述的插入圖塊 的流程如下(ml)打開(kāi)文件，然后打開(kāi)對(duì)話框，確定需要插入的圖塊文件； (m2)打開(kāi)確定基點(diǎn)對(duì)話框，確定圖形的插入基點(diǎn)；(m3)讀入圖塊文件中保存的節(jié)點(diǎn)數(shù)jds,桿件單元數(shù)gjs,索單元數(shù)ss，網(wǎng)架單元數(shù)Wjs和材料數(shù)Cls;(m4)讀入圖塊文件中的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并檢査當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表中的節(jié)點(diǎn)是否有 與該節(jié)點(diǎn)重合的，如果沒(méi)有，則將圖塊文件中的數(shù)據(jù)加入當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表，并修 改該節(jié)點(diǎn)編號(hào)，如果有重合的，則不加入當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表；(m5)如果gjs大于0，讀入圖塊文件中的桿件單元數(shù)據(jù)，檢査當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈 表中是否存在與該桿件重疊的桿件，如果不存在，則將桿件數(shù)據(jù)寫入當(dāng)前數(shù)據(jù) 鏈表，并根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)鏈表修改該桿件單元的單元號(hào)和兩端的節(jié)點(diǎn)號(hào)，如果有 重疊的則不寫入當(dāng)前鏈表；(m6)如果ss大于0，讀入圖塊文件中的索單元并同上作相應(yīng)修改； (m7)如果wjs大于0，讀入圖塊文件中的網(wǎng)架單元并同上作相應(yīng)修改； (m8)如果cls大于0，讀入圖塊文件中的材料數(shù)據(jù)并同上作相應(yīng)修改； (m9)圖塊文件插入完畢，重畫屏幕圖形。
全文摘要
可視化結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)，屬于建筑結(jié)構(gòu)建模系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。包括前處理模塊、計(jì)算模塊和后處理模塊三個(gè)部分，建筑結(jié)構(gòu)的建模、分析過(guò)程如下前處理，利用前處理模塊具有的基本繪圖功能建立結(jié)構(gòu)模型，并在結(jié)構(gòu)模型上添加各種荷載和邊界條件；計(jì)算，計(jì)算模塊讀入由前處理模塊形成的輸入數(shù)據(jù)文件并進(jìn)行計(jì)算；后處理，根據(jù)計(jì)算模塊形成的后處理文件，在結(jié)構(gòu)模型上繪制各種對(duì)應(yīng)圖形。本發(fā)明提供了一種可視化結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)的技術(shù)方案，可以方便、準(zhǔn)確和快速的建立各種建筑物的空間結(jié)構(gòu)模型，且整個(gè)模型建立的過(guò)程是完全可視化。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)建模的自動(dòng)化，極大的提高了建模的速度，同時(shí)也大大提高了模型可視化程度。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101625708SQ200810062919
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者凌道盛, 林書明, 林小禾 申請(qǐng)人:林小禾;凌道盛;林書明