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  • 【转载】[教程]OpenSEES超简单易懂的入门第一课

    转载一下华南理工陈学伟博士关于OpenSEES的教程,呵呵。

    陈博士还搞了OpenSEES的中国区论坛,http://www.opensees.org/index.php,不错的。

    现在很多研究生学习OpenSEES这个程序,非常地火。OpenSEES是美国伯克利大学又一个成功的程序。正确的简写是OpenSEES,"pen" 是小写的,呵呵。OpenSEES我也学得不好,但有网友要求我写一个简单的操作过程,我觉得应没多大问题,但是有个要求,请高手不要拍砖!献丑了。
    一般在我的博客可以下载到OpenSEES,网址是:http://www.dinochen.com/article.asp?id=21
    下载下来就以下几个文件,有范例,程序及说明书,这几个不到30MB的程序就可以完成非线性分析,是不是很神奇呢?
    (1)安装文件:
    OpenSEES要安装的文件只有一个,就是ActiveTcl8.4.6.1-win32-ix86-99631.exe。双击它进行安装,不断地按NEXT就可以装完了,如图所示。

    (2)打开OpenSEES:
    OpenSEES.exe文件是不需要安装的,它是一个基于tcl的Dos窗口程序,双击打开,如图所示。不像现在的商业软件,一打开就是图形界面,这一 点很多研究生接受不了,但对于早期接触有限元或电脑的人一点都不陌生。如以前的3DS,AutoCAD的第一个版本就是Dos程序,Abaqus 1.0与Sap4都是Dos程序,就是通过如下窗口输入命令流的。当然,学习OpenSEES的人不需要一个个字打命令流进去,这个容易出错,我们可以学 习Ansys做法,把ADPL写到一个文本文件然后Load进去。正是这样,以下的方法就是:先写tcl文件,再Load进OpenSEES做计算。

    (3)创建OpenSEES工作目录:
    由于OpenSEES的程序非常小,不到5MB,可以在电脑里拖来拖去,我们可以创建一个新的文件夹,只放一个OpenSEES.exe,如下较长所示。 再创建一个空的文本文件(txt),右键创建就可以了。改名为test.tcl,然后用文本编辑器打开,文本编辑器,我建议采用UltraEdit,速度 快且功能多。

    (4)编写一个简单的OpenSEES的tcl脚本:
    编写tcl脚本,需要打开OpenSEES的帮助手册,一步步按照手册来建模。所谓的建模,就是打命令流。帮助文件打开后如图所示。


    里面的建模命令都在这里面,点击后可以看到所有的步骤,从系统设置——结点——质量——材料——截面——单元——支座——荷载——分析工况——分析参数——分析,全过程。
    以下我写一个简单的tcl文件,一边解说。
    字体太小看不清,可以下载代码:点击下载此文件

    字体太小看不清,可以下载代码:点击下载此文件
    建模的内容是建一个柱子,一个侧向位移推它,Push-Over,得到基底剪力与顶部位移的曲线。模型的示意图如图所示,纤维截面大体如下图所示。分析完成会得到两个数据结果文件,也就是Recorder记录的内容,如下。
    recorder Node -file DFree.out -load -node 2 -dof 1 2 3 disp;  # 记录顶点2的位移 1,2,3表示三个方向的平动自由度
    recorder Node -file DFIX.out -load -node 1 -dof 1 2 3 reaction;# 记录底点1的反力 1,2,3表示三个方向的平动自由度

    (5)结果后处理:
    打开两个结果文件,发现记录是按列记录,如DFree.out的文本,第一列是荷载倍数,第二至第四列是位移UX,UY,UZ,我们将它们复制到 excel表格,分列一下,得到如下图所示的数据,将第一列的荷载倍数与UX的水平位移画图,就可以得到最简单的Push-Over曲线了,如下图所示。


    (6)学习建议:
    ★多看一些关于非线性有限元与宏观单元理论的书与论文;
    ★多动手做一些小算例,练习一下OpenSEES的操作;
    ★更复杂的模型需要编程实现,尝试掌握编程语言;
    ★多多与别人交流,加入OpenSEES的群参与讨论,多关注俺的网站!
     

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