基于数据库的有限元模型转换研究与应用.pdf

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1、Vo1．1No．1第1卷第1期2009年9月Sep．2009基于数据库的有限元模型转换研究与应用李华'赵劲松，汪丛军黄本才'(1．上海凯德数值信息科技有限公司，上海200086；2．同济大学航空航天与力学学院，上海200092)【摘要】本文通过对有限元模型的节点、单元、约束、荷载等信息进行分类，设立有限元数据库中心。通过．NET(c#)与数据库结合的技术，对建筑结构设计领域常用的分析软件的接口文件进行分析，实现模型数据的输入和输出操作，分别将他们的有限元模型数据读入到设计好的有限元中心数据库，进而可以通过对中心数据库的操作获

2、得有限元模型信息，生成所需要的CAE分析软件的接口文件。本文主要实现了将SATWE、ETABS和ANSYS的有限元模型输入到数据库中，并实现了将数据库中的有限元模型输出成ETABS和ANSYS模型。通过一个复杂的核心筒高层结构的工程实例对转换的精度进行了验证，分析了结构的前三阶频率和结构的总质量，将结果进行了对比，结果比较吻合。【关键词】有限元；模型转换；数据库；CAE【中图分类号】TP212．12；O241．82【文献标志码】A【文章编号】1674—7461(2009)01—0095—04可供使用的可靠的程序，需要进行人工

3、的调试和检验。1前言进行有限元模型的数据转换已经成为一种必要的需求，如果在一种软件上建立有限元模型，通建筑结构设计计算中常采用的有限元的软件过相应的程序转换，得到其他的软件的有限元模型有PKPM／SATWE、ETABS、SAP200O、MIDAS、AN—的数据格式，将不仅大大减少建模的工作量，而且SYS、ABAQUS等，不同的软件都各自拥有自己的有能够提高CAE分析的效率，节约建筑结构设计计算限元模型数据的存储文件，存储文件的数据格式不的时间。因此，研究不同软件之间的有限元的模型尽相同，一些重要的建筑结构的设计计算通常需要的

4、转换具有以下重要的意义：采用两个甚至更多的程序进行校核或者不同需求(1)减少有限元模型的建模的次数，节约建模的分析，不同软件之间的三维有限元模型数据存在的工作量；着交换困难的问题。当建筑结构需要用两个甚至(2)高精度的模型转换可以提高CAE分析的多个软件进行校核或不同类型的分析的时候，由于效率，节约建筑结构设计计算的时间；不同的有限元软件的数据格式的不同，需要对同一(3)Web在线技术的应用大大提高了模型转换个结构分别建立各自的有限元模型，对于复杂的结的方便性，集中使用计算资源；构来说，这一工作量是十分的庞大的，尤其是当结．

5、NET和数据库技术的发展，也促进了CAE技构布置的变化较多的时候J。术和数据库的集成化方向发展。目前，多个有限元目前，只有少数的软件之间可以进行比较完整的分析程序都具有了．NET开发接口，．NET和数据库有限元模型数据的转换，比如ETABS模型转换到是一套结合紧密的开发工具，这些工具为模型转换SAP2000中，但这个转换也只是单向的。国内高层结构中心的建成提供了有利条件。建筑设计通常采用的软件是ETABS和PKMP／SATWE，2建筑结构有限元模型转换中心的设计很多复杂的高层建筑都同时采用这两个软件进行分析，但是这两个软件之

6、间的有限元模型的转换还没有不同软件的有限元模型通常具有一些共同的【作者简介】李华(1987一)，男，安微安庆人，硕士研究生，从事结构风工程研究，E-mail：lh一19870202@126．com96信息，包括有限元节点信息、单元信息(单元节点、通过对有限元模型的信息的分类，并对其进行单元类型、材料、截面等)、荷载信息(点、线、面荷数据库的设计，最终获得有限元模型转换中心。图载)、约束信息等，这些共同信息为实现不同程序之1为设计好的有限元模型转换中心。间有限元模型数据相互交换提供了便利。表1节点库本文以．NET和数据库技术，

7、以数据库作为有数据库项目名称数变变量的解释变量格式(数据类型)限元模型数据存储和交换的中心，设计有限元模型转换的中心。有限元模型转换中心的设计中主要包含了以下的信息：1．节点库：主要包含了节点的编号和节点坐标。表2单元库2．单元库：主要包含了单元的编号、单元的单ELEMENT—ID单元编号元类型、单元的截面编号、单元的材料编号、单元的单元的截面编号节点编号、单元的参考点编号等等。单元的材料编号单元的类型编号3．材料库：主要包含了材料的编号、材料的属单元的节点1编号性值(弹性模量、密度、泊松比、热膨胀系数等等)。单元的节点2编

8、号4．截面库：主要包含了截面的编号、截面的几单元的节点3编号单元库单元的节点4编号何形状参数值。单元的节点5编号5．约束库：主要包含了点约束和线约束。单元的节点6编号Long6．荷载库：主要考虑了点荷载、线荷载、面荷单元的节点7编号单元的节点8编号载、风荷载和地震荷载等信息，列出了荷载作用