Beispiel einer dreidimensionalen Skelettanalyse von Python
Die neueste Version des Programms finden Sie weiter unten.
Einführung
Ich werde ein Beispiel vorstellen, das mit einem dreidimensionalen Skelettanalyseprogramm unter Verwendung von Python berechnet wurde. Hier habe ich versucht, das Ergebnis der Gitterträgeranalyse und das Ergebnis der ebenen Rahmenanalyse zu reproduzieren. Ich habe mich gefragt, ob die dreidimensionale Koordinatenkonvertierung funktioniert, aber als Ergebnis scheint sie zu funktionieren.
Bisher haben wir die ebene Rahmenanalyse und die Gitterträgeranalyse entsprechend der Struktur, die wir entwerfen wollten, richtig verwendet. Wenn wir jedoch das dreidimensionale Rahmenanalyseprogramm frei verwenden können, kann dieses beide Rollen spielen. Es kann getan werden, also wird es bequem sein.
In der Realität wird die Gitterträgeranalyse jedoch durch Festkörper-Skelett-Analyse durchgeführt, während die Flugzeug-Skelett-Analyse ein Flugzeug-Programm verwendet. Dies liegt daran, dass das Erstellen von Eingabedaten für Volumenkörper etwas mühsam ist.
Das verwendete Programm war das zuletzt eingeführte. http://qiita.com/damyarou/items/2b83b9b20181c1b8e35d
Das Programm, die Eingabedaten, das Analyseverfahren und das Querschnitts-Kraftzeichnungsskript von GMT werden in die folgende Übersicht hochgeladen. https://gist.github.com/damyarou/8b99e5e57576db5e71bf630fa1b396a2
Über das Programm
Das dreidimensionale Skelettstrukturanalyseprogramm nach der Finite-Elemente-Methode ist Python3, das Querschnittskraftdiagramm wird jedoch von GMT (Generic Mapping Tools) erstellt. Der Grund ist, dass das 3D-Diagramm von Python-matplotlib nicht cool ist. matplotlib ist gut für 2D-Diagramme, aber ich habe das Gefühl, dass es in Bezug auf 3D plötzlich karikaturistisch wird. In dieser Hinsicht ist GMT schwierig zu handhaben, aber es ist möglich, mit einem einheitlichen Gefühl sowohl in 2D als auch in 3D zu zeichnen, und das Produkt fühlt sich gut an. Beides ist Geschmackssache. Zum Plotten in GMT wird ein Python-Programm, das die Ausgabedaten des Analyseprogramms liest und eine Datendatei zum Plotten durch GMT erstellt, separat erstellt.
Analyse von Gitterträgern in der Ebene im globalen Koordinatensystem XY
Ausrichtung auf das dreidimensionale Diagramm: 150 Grad von Norden, 30 Grad Höhe Codewinkel: Alle 0
Analyse von mehrschichtigen Ramen in der gesamten Y-Z-Ebene des Koordinatensystems
Ausrichtung auf das dreidimensionale Diagramm: 120 Grad von Norden, 30 Grad Höhe Codewinkel: Alle 0
Analyse von mehrschichtigen Ramen in der X-Z-Ebene des gesamten Koordinatensystems
Die Abmessungen, Querschnittseigenschaften und die Belastung des Struktursystems sind genau die gleichen wie beim oben erwähnten Y-Z-Modell in der Ebene des Gesamtkoordinatensystems. Bei der Erstellung eines dreidimensionalen Modells wird die Struktur jedoch in der X-Z-Ebene platziert. In diesem Fall wird das gleiche Querschnittskraftdiagramm wie beim obigen Modell erhalten, indem der Schnurwinkel für das Säulenelement auf -90 Grad eingestellt wird.
Ausrichtung auf das dreidimensionale Diagramm: 150 Grad von Norden, 30 Grad Höhe Codewinkel: 0 für Balkenelemente, -90 Grad für Spaltenelemente
Bei der Einstellung des Codewinkels muss die Beziehung zwischen dem Säulenelement und dem Balkenelement berücksichtigt werden. Die folgenden Dokumente sind hilfreich.
http://www.archi.hiro.kindai.ac.jp/laboratory/SAL/dfujii/Report/fem/fem_11.pdf
das ist alles
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