Rocscience 有限元软件RS2&RS3新版本更新

2020-03-19 18:06:49

       rocscience|边坡稳定|渗流


       今年春季,将推出Rocscience强大的有限元软件RS2和RS3的新版本。在RS2中,我们可以期待一下强大的新功能,包括全新的“ Dynamic Data Analysis”选项、新增的Finn材料模型、地震条件下更准确地分析孔隙压力的变化以及另外新增了两种新的“Dynamic Boundary Condition”类型。通过这些变化我们可以更真实地模拟大坝和路堤的动力分析。在RS3中,我们也有新的变化,现在可以绘制一个新的图表- Shear Strength Reduction Graph。下文将对所有改进进行详细介绍。我们在这里选择RS2和RS3的这部分更新内容展开详细介绍。


RS2中的动力数据分析

       对模型进行准确而有效的动力分析时,首先需要输入时程曲线数据,时程曲线的质量从一定程度上对动力分析的结果产生很大的影响。因此,RS2现在提供了一个新的动力数据分析选项,定义动力分析时,可以使用该选项在导入时程曲线之前进行查看、分析和筛选加载函数。


Dynamic Data Analysis Dialog动力数据分析对话框

       新选项的核心是“Dynamic Data Analysis”对话框,我们可以使用该对话框创建动态加载函数。创建函数后,可以将其指定给一个或多个动态载荷。要打开对话框,请从工具栏或“Dynamic”菜单中选择“Dynamic Data Analysis”。


rocscience|边坡稳定|渗流 


       如上图所示,对话框由三个面板组成。左侧的面板显示原始时程数据,并包含各种筛选选项的控件,可对数据进行调整。中间面板显示振幅谱、响应谱和阿里亚斯烈度图,右侧面板显示了加速度、速度和位移与时间的关系图。

数据筛选

       有几个筛选选项可用于提高动态分析的效率。应用这些参数时,对话框中显示的各种图形将实时更新,并显示原始数据和筛选的数据,以便进行比较。

其中之一,通过“过滤频谱”选项卡的输入最小值和最大值可以显示给定频率范围的频谱数据。例如,如果在振幅谱图中观察到,对于大于10的频率,振幅非常小,则可以将最大频率设置为10。


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       另一个选项是通过调整响应谱图底部的最大周期和阻尼比,实现对负载的最大加速度响应来过滤数据。

通过在“Input”下拉列表中选择“加速度”、“位移”或“速度”按动态载荷类型过滤所有数据,这也是左侧面板中进行操作的。最后,我们还可以在图下面的下拉列表中选择荷载类型来过滤振幅谱。

基线校正

       这些强大的滤波选项的一部分是应用基线校正的功能,以纠正速度或位移偏移。这个选项有两种方法:Cut Off和Sinusoid。一旦速度或位移得到修正,就会根据修正后的值计算出新的加速度和速度或加速度和位移,并绘制在图上与原始数据集进行比较。

动态荷载函数分配

       一旦动态荷载函数被定义或保存,就可以使用Define Dynamic Loads对话框将其分配给任何位移、加速度或速度动态荷载(Dynamic > Define Dynamic Load)。单击X或Y Define按钮将打开Define Data对话框。


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       如果要应用过滤后的数据,只需选择对话框左下角的“Use Filtered Data”复选框,然后从右边的下拉菜单中选择Dynamic Load函数。如果要查看和进一步筛选数据,可以单击下拉框右侧的“筛选数据”按钮。这将打开Dynamic Data Analysis对话框,我们能够在其中分析和筛选上面讨论的数据。

RS2 中随时间变化的孔隙水压力分析

       RS2现在新增了Finn材料模型,可以更准确地计算地震动载荷产生的超孔隙压力。将该模型应用于液化材料中进行分析,可以更好地预测在外部地震荷载作用下孔隙水压力的增加和有效应力的降低。

为了实现这一功能,选择Finn模型作为材料的强度失效准则,然后将材料的水力特性设置为不排水。选择不排水时,我们可以手动输入流体体积模量,以增加分析的数值稳定性。

New Dynamic Boundary Conditions in RS2中新的动态边界条件

       RS2新增了两种新的动态边界条件类型: Hydro Mass 和 Nodal Mass,使RS2的功能更加完善。这些选项极大地提高了RS2对堤坝动态分析的能力和易用程度。

在RS2中,Hydro Mass选项提供了便利程度,可以考虑材料干燥但水对周围环境起作用的情况(如混凝土大坝)。在选择该边界条件时,可以手动输入孔隙水压力作为储层水的高度或储层底标高。

Nodal Mass选项允许我们为有限元网格的节点分配额外的质量,以模拟来自外力的动态荷载。

RS3中新的强度折减图表

       RS3在已经强大而全面的结果图的基础上,现在还可以在进行抗剪强度降低分析时,绘制出抗剪强度折减与最大总位移之间的关系。如果我们要生成该图形,只需在“Graph”菜单中选择“Shear Strength Reduction”即可。

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这种新的绘图功能的一些重点包括:

  • · 每个数据点代表一次SSR分析的抗剪强度折减系数与最大位移。最大位移是模型中任意一点发生的总位移的最大值,用于使用该强度折减系数值计算的应力分析。

  • · 绿色显示的数据点表示应力分析结果在规定的分析容差内可以收敛的分析。容差是“Project Srttings”对话框中“Strength Reduction”选项卡中的Tolerance(SRF)值。

  • · 以红色显示的数据点表示应力分析未能在规定的容差差范围内收敛的分析(该模型不稳定)

  • · 临界强度折减系数(Critical SRF)是模型保持稳定时的SRF的最大值(即临界强度折减系数),也就是图上最上面的绿色数据点所在位置。


以上就是最近RS2和RS3软件新版本当中添加的新功能的部分,如果感兴趣的话,请于我们联系。

 

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