弹塑性分析软件OpenSees的简介及应用论文

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　　提要：OpenSees作为当今最为盛行的非线性剖析软件，具有开起源代码，单元库与功效强盛的特点。本文运用OpenSees与一箱形钢柱在往复荷载作用下的试验举行对比，OpenSees剖析效果与试验效果较为吻合，能放映出钢柱的强度与刚度的退化。
　　要害词：OpenSees，非线性剖析，钢柱，往复荷载。
　　1弁言
　　OpenSees(OpenSystemforEarthquakeEngineeringSimulation)是由美国国家自然科学基金(NationalScienceFoundation，简称NSF)资助，太平洋地震工程研究中央(PacificEarthquakeEngineeringResearchCenter，简称PEER)牵头，由加州大学伯克利分校为主导研发，主要用于模拟结构或岩土在地震作用下反映的盘算平台。
　　2OpenSees概述与特点
　　OpenSees的组件框架如图1，其特点[1]主要有：1）正如其名，OpenSees是完全免费且开放源代码的盘算平台，太平洋地震工程研究中央(PEER)把它应用于基于性能的地震工程研究领域中。最初的OpenSees项目的焦点开发小组都是太平洋地震工程研究中央(PEER)的成员，随着软件框架的生长，项目也支持其他科研事情者和工程手艺职员的到场，因此也包罗了许多其他学者的结果。2）OpenSees由C++语言开发，接纳面向工具的软件开发手艺，易于扩展。它具有集成己有程序库和剖析组件的能力，它易于革新和协同开发，研究职员可以通过协作开发来适时反映单元、质料和盘算手艺等新的生长。引入了许多业已成熟的Fortran库文件为己所用(如FEAP，FEDEAS质料，drain系列)。3）OpenSees下令由诠释器来诠释,它的诠释器是Tcl/Tk剧本语言的扩展。OpenSees诠释器把有关有限元剖析的下令增添到Tcl/Tk中，每一个下令和一个C++程序相联系，这样当剖析器将下令剖析后就会挪用响应的程序。用剧本语言Tcl/Tk作为其接口，Tcl/Tk可以看作是输入下令和OpenSees之间的外壳，OpenSees允许用户建立新的下令（如：建设模子、界说单元和节点等）增添到Tcl/Tk诠释器中，由Tcl/Tk诠释器剖析后挪用响应的OpenSees功效模块。4）剖析功效强盛，数值模拟精度高。OpenSees现在具有的剖析功效有：静力和动力线弹性剖析，模态剖析，静力非线性剖析，动力非线性剖析等，还可用于结构和岩土系统在地震作APP软件用下的可靠度及敏捷度的剖析。具有高效适用的运算规则和收敛判断准则，己普遍用于太平洋地震工程研究中央(PEER)和美国其它一些大学和科研机构的科研项目中，较好的模拟了包罗钢结构、钢筋混凝土结构、桥梁、岩土工程在内众多的现实工程和振动台试验项目，证实其具有较好的非线性数值模拟精度，正在引起天下各国结构工程领域众多研究职员的关注和重视。5）生长为具有并行盘算，漫衍式盘算和网格盘算能力，可以解决大型和庞大结构的盘算问题。
　　6）OpenSees的官方网站为其研究、交流使用履历和再开发提供了一个很好的平台。
　　OpenSees中强盛的质料、单元库和多元化的剖析要领是它被普遍应用于研究和剖析领域的主要缘故原由。
　　在质料非线性中，OpenSees具有差别条理的质料非线性模式，有质料条理上的非线性、截面条理上的非线性和单元条理上的非线性。OpenSees荟萃了多种常用的，在工程界和学术界被普遍认可的的质料本构关系，而且随着研究的深入，它还在不停的富厚中。OpenSees中具有多种截面形式，有简朴的弹性截面，有常用的纤维单元截面，也有庞大的弯矩－轴力－剪力耦合的截面形式。在单元上，OpenSees有弹性单元，集中塑性单元和漫衍塑性单元，能很好的模拟差别的质料，也能知足差别用户在精度与盘算时间上的要求。从差别的积分要领上分，既有传统的应用位移插值函数的基于力的单元，也有革新了的有更好收敛性的应用力插值函数的基于位移的单元。在几何非线性中，OpenSees有能思量P－delta效应和大变形的功效。OpenSees具有零长度单元，用于剖析质料的力－位移关系；二维和三维的节点单元，可更好的模拟整体结构在作用下的反映。更主要的是，OpenSees作为一个开放性的平台，它的生长与前进并不

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