CN109002612A - 一种基于matlab的midas快速建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MATLAB的MIDAS快速建模方法，包括：新建文件，在所述文件之中设置结构类型、分析控制数据、截面数据和材料数据，使用MATLAB程序形成节点输入数据、单元输入数据和荷载输入数据，根据节点输入数据、单元输入数据和荷载输入数据形成建模信息。本发明提供的技术方案通过MATLAB程序，将桥梁基本参数转化为建模输入数据，实现了快速建模和修改模型参数，节约了工程师的工作量，为科研工作提供了方法和思路。另外，本发明实现快速建模的关键平台为MATLAB，该软件具有强大的数据处理和程序开发功能，为实现有限元数据转换提供保障。因此，本发明的技术方案可以实现基于MATLAB的快速建模，为工程人员减少工作量，为科研人员提供方法和思路。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程结构仿真模拟技术领域，尤其涉及一种基于MATLAB的MIDAS快速建模方法。
背景技术
Midas Civil作为一种桥梁专用设计软件，结合了国内外多种规范，而且界面设计交互性好，适用于各种桥型的桥梁整体计算。Midas Civil广泛应用于工程设计，然而科研人员使用较少，主要有两个方面的原因：第一、Midas Civil实体仿真、细部分析功能较弱，而且基本上是线弹性小变形梁单元计算软件，只是附加了少量设计可能会用到的非线性修正；第二、科研工作中常用到参数分析方法，Midas Civil软件修改较为复杂，需要多次重复建模。
发明内容
为解决现有技术存在的局限和缺陷，本发明提供一种基于MATLAB的MIDAS快速建模方法，包括：
新建文件，在所述文件之中设置结构类型、分析控制数据、截面数据和材料数据；
使用MATLAB程序形成节点输入数据、单元输入数据和荷载输入数据，其中MATLAB程序设置桥梁基本参数输入模块、有限元数据转换模块和有限元数据输出模块；
根据所述节点输入数据、所述单元输入数据和所述荷载输入数据形成建模信息，所述建模信息包括荷载条件、边界条件和施工阶段。
可选的，所述桥梁基本参数输入模块的桥梁基本参数包括表征主梁类型参数、几何参数、有限元参数、荷载参数；
所述几何参数包括桥梁标准跨径、曲线半径、主梁梁高、主梁数目、横隔板数目；
所述有限元参数包括材料编号、边跨的节点坐标、中跨的节点坐标以及中主梁离散为多根纵梁之间的间距、边梁与中梁的不同参数、第一跨横隔板单元的节点编号、纵梁截面类型和数量、不同类型纵梁的截面编号、桥梁截面编号、普通钢筋参数；
所述荷载参数包括预应力钢束的特性值和钢束形状参数、车道数、每个车道距离相应纵梁的距离。
可选的，所述有限元数据转换模块根据所述有限元参数和所述几何参数获得建模需要的节点输入数据和单元输入数据，所述单元输入数据包括梁单元的材料信息和截面信息；
所述有限元数据转换模块根据桥梁荷载参数和预设的算法获得所述荷载输入数据。
可选的，所述有限元数据输出模块将所述节点输入数据、所述单元输入数据和所述荷载输入数据按照预设的数据输入语法格式写入文件并且保存在预定的路径。
本发明具有下述有益效果：
本发明提供的基于MATLAB的MIDAS快速建模方法包括：新建文件，在所述文件之中设置结构类型、分析控制数据、截面数据和材料数据，使用MATLAB程序形成节点输入数据、单元输入数据和荷载输入数据，根据所述节点输入数据、所述单元输入数据和所述荷载输入数据形成建模信息。本发明提供的技术方案通过MATLAB程序，将桥梁基本参数转化为建模输入数据，实现了快速建模和修改模型参数，节约了工程师的工作量，为科研工作提供了方法和思路。另外，本发明实现快速建模的关键平台为MATLAB，该软件具有强大的数据处理和程序开发功能，为实现有限元数据转换提供保障。因此，本发明的技术方案可以实现基于MATLAB的快速建模，为工程人员减少工作量，为科研人员提供方法和思路。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的基于MATLAB的MIDAS快速建模方法的流程图。
图2为本发明实施例一提供的基于MATLAB的MIDAS快速建模方法的有限元数据转换流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的基于MATLAB的MIDAS快速建模方法进行详细描述。
实施例一
MATLAB是一种数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。本实施例提出一种使用MATLAB编程，通过输入桥梁基本数据即可输出MIDAS需要的建模数据，从而利用MIDAS内嵌工具MCT实现快速建模或修改模型。
图1为本发明实施例一提供的基于MATLAB的MIDAS快速建模方法的流程图，图2为本发明实施例一提供的基于MATLAB的MIDAS快速建模方法的有限元数据转换流程图。如图1和图2所示，本实施例提供的技术方案是一种基于MATLAB程序进行数据前期处理，结合MIDAS软件具有的建模优势，实现快速建模。具体来说，本实施例提供的基于MATLAB的MIDAS快速建模方法包括如下步骤：1)使用MIDAS软件新建文件，在新建文件之中设置结构类型、分析控制数据、截面数据、材料数据；2)使用MATLAB程序生成MIDAS的节点输入数据、单元输入数据、荷载输入数据，其中MATLAB程序设置桥梁基本参数输入模块、有限元数据转换模块、有限元数据输出模块；3)将节点输入数据、单元输入数据、荷载输入数据输入MIDAS软件，使用MIDAS软件完善荷载条件、边界条件、施工阶段等建模信息。因此，本实施例的技术方案可以实现基于MATLAB的快速建模，为工程人员减少工作量，为科研人员提供方法和思路。
本实施例中，所述桥梁基本参数输入模块包括表征主梁类型参数、几何参数、有限元参数、荷载参数。所述几何参数包括桥梁标准跨径、曲线半径、主梁梁高、主梁数目、横隔板数目；所述有限元参数包括材料编号、边跨的节点坐标、中跨的节点坐标以及中主梁离散为多根纵梁之间的间距、边梁与中梁的不同参数、第一跨横隔板单元的节点编号、纵梁截面类型和数量、不同类型纵梁的截面编号、桥梁截面编号、普通钢筋参数；所述荷载参数包括预应力钢束的特性值和钢束形状参数、车道数、每个车道距离相应纵梁的距离。本实施例实现快速建模的关键平台为MATLAB，该软件具有强大的数据处理和程序开发功能，为实现有限元数据转换提供保障。
本实施例中，所述有限元数据转换模块的功能之一为根据桥梁不同主梁类型的建模方式将桥梁有限元参数和几何参数结合，得到MIDAS建模需要的节点数据和单元数据，单元输入数据包括梁单元的材料信息和截面信息，所述有限元数据转换模块的功能之二为根据桥梁荷载参数根据预设算法计算得到相关的MIDAS荷载输入数据。本实施例提供的技术方案通过MATLAB程序，将桥梁基本参数转化为建模输入数据，实现了快速建模和修改模型参数，节约了工程师的工作量，为科研工作提供了方法和思路。
本实施例中，所述有限元数据输出模块的功能为将上述有限元数据转换模块获得的节点数据、单元数据、荷载数据按照MIDAS数据输入语法格式写入文件并且保存在预定的路径。
本实施例提供的基于MATLAB的MIDAS快速建模方法包括：新建文件，在所述文件之中设置结构类型、分析控制数据、截面数据和材料数据，使用MATLAB程序形成节点输入数据、单元输入数据和荷载输入数据，根据所述节点输入数据、所述单元输入数据和所述荷载输入数据形成建模信息。本实施例提供的技术方案通过MATLAB程序，将桥梁基本参数转化为建模输入数据，实现了快速建模和修改模型参数，节约了工程师的工作量，为科研工作提供了方法和思路。另外，本实施例实现快速建模的关键平台为MATLAB，该软件具有强大的数据处理和程序开发功能，为实现有限元数据转换提供保障。因此，本实施例的技术方案可以实现基于MATLAB的快速建模，为工程人员减少工作量，为科研人员提供方法和思路。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于MATLAB的MIDAS快速建模方法，其特征在于，包括：
新建文件，在所述文件之中设置结构类型、分析控制数据、截面数据和材料数据；
使用MATLAB程序形成节点输入数据、单元输入数据和荷载输入数据，其中MATLAB程序设置桥梁基本参数输入模块、有限元数据转换模块和有限元数据输出模块；
根据所述节点输入数据、所述单元输入数据和所述荷载输入数据形成建模信息，所述建模信息包括荷载条件、边界条件和施工阶段。
2.根据权利要求1所述的基于MATLAB的MIDAS快速建模方法，其特征在于，所述桥梁基本参数输入模块的桥梁基本参数包括表征主梁类型参数、几何参数、有限元参数、荷载参数；
所述几何参数包括桥梁标准跨径、曲线半径、主梁梁高、主梁数目、横隔板数目；
所述有限元参数包括材料编号、边跨的节点坐标、中跨的节点坐标以及中主梁离散为多根纵梁之间的间距、边梁与中梁的不同参数、第一跨横隔板单元的节点编号、纵梁截面类型和数量、不同类型纵梁的截面编号、桥梁截面编号、普通钢筋参数；
所述荷载参数包括预应力钢束的特性值和钢束形状参数、车道数、每个车道距离相应纵梁的距离。
3.根据权利要求1所述的基于MATLAB的MIDAS快速建模方法，其特征在于，所述有限元数据转换模块根据所述有限元参数和所述几何参数获得建模需要的节点输入数据和单元输入数据，所述单元输入数据包括梁单元的材料信息和截面信息；
所述有限元数据转换模块根据桥梁荷载参数和预设的算法获得所述荷载输入数据。
4.根据权利要求1所述的基于MATLAB的MIDAS快速建模方法，其特征在于，所述有限元数据输出模块将所述节点输入数据、所述单元输入数据和所述荷载输入数据按照预设的数据输入语法格式写入文件并且保存在预定的路径。
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