SAP2d更新日志
- 本次更新主要针对两轴通用车辆由于参数不合理导致的程序异常。
- （1）增强：两轴通用车辆在计算之前核查数据、增加默认取值，并在程序的“输出窗口”输出当前采用的车辆参数值。
- （2）增强：在两轴通用车辆的预振和耦合振动中增加计算结果数据(Force/U/V/A)的有效性核查”。
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- 两轴通用车辆的车桥耦合分析中，工况控制参数和车辆各参数的取值并不是任意的。当未获取合理的车辆参数时，针对以下标识的参数，给出如下所示的初步取值建议。
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- 在开展两轴通用车辆的车桥耦合分析之前，建议首先阅读以下技术文档：
- （1）结构通用瞬态动力学分析模块：新增两轴通用车辆。
- （2）结构通用瞬态动力学分析模块：发布“SAP2d动力学分析功能介绍T4-SAP2d两轴通用车辆的预振及与桥梁的耦合振动分析”。
- （3）结构通用瞬态动力学分析模块：修改簧上质量车辆中接触类型的名称，原“密贴”和“非密贴”修改为“刚性接触（密贴）”和“弹性接触”；修正读取用户输入阻尼值的BUG；修正从项目文件中读取簧上质量车辆数据时的BUG；瞬态工况支持右键菜单调整顺序；瞬态结果支持右键切换工况；适应两轴通用车辆静力平衡状态求解的需要，库文件 liblas.dll 更新。
- （4）“时程图库”功能模块：支持在属性框中修改集合名称；导入数据后自动选中该数据节点。
- （5）结构通用瞬态动力学分析模块：取消瞬态动力学分析工况结果数据的保存。基于当前的序列化架构，瞬态工况结果数据量较大，数据文件的读写耗时超过执行瞬态分析的时间，在有时间单独针对瞬态分析结果数据进行二进制读写之前，瞬态分析工况的结果数据不进行文件保存操作。
- （1）结构通用瞬态动力学分析模块：引入并行模式读取瞬态动力学分析分析的结果文件。对于包含多个瞬态分析工况的情况，并行模式将显著降低读取结果数据的耗费时间。
- （2）“时程图库”功能模块：在树视图中增加Shift+Click功能。当按下键盘Shift键时，鼠标左键单击节点的选择框，可以实现仅绘制当前曲线和仅不绘制当前曲线的功能。
- （3）“时程图库”功能模块：早期版本在绘制时程曲线的FFT频谱图时，对于均值较大的曲线，频谱图中的0Hz分量（均值/直流成分）可能会降低图形数据分析的直观性，如下图所示。
- 当前版本对此进行了修改：FFT频谱图中不再绘制0Hz对应谱值，如下图所示。
- （4）“时程图库”功能模块：添加自定义时程曲线程序界面的表格中增加多个鼠标右键菜单子项，导入到时程图库中时自动按照时间对曲线数据进行排序。
- 针对结构通用瞬态动力学分析模块 GenTransient 和显式表达动力分析模块 eesDyna 新增“时程图库”功能模块。
- “时程图库”支持时程曲线数据分类、相减和FFT变换。“时程图库”数据文件保存为单独的文件，与SAP2d项目数据无关，因而可以将多个分析项目的时程数据导入“时程图库”执行时程相减和FFT分析。
- 在“时程图库”界面左上方的“树视图”中，鼠标单击选择框、或者双击节点，切换曲线绘制状态。各节点均提供鼠标右键菜单功能入口。
- “时程图库”的典型应用场景为：
- （1）保存同一个目标（例如跨中竖向位移）在不同分析项目下的结果，便于后期开展对比和分析。
- （2）针对同一个目标（例如跨中竖向位移）在动力和静力分析工况下的结果，执行时程曲线相减操作，然后查看FFT变换结果。
- （3）针对任意的时程数据，导入到“时程图库”然后执行FFT变换。在导入用户自定义时程数据的程序界面，通过右键菜单可以快速提取区间数据，适用于需要针对分段数据开展流动谱分析的场景。
- （1）结构通用瞬态动力学分析模块：分析工况、工况内各种荷载均支持复制功能。
- （2）结构通用瞬态动力学分析模块：移动集中力序列定义页面功能增强，可导入典型车辆荷载，支持选区内列数据反向，增加识别空白行后采用绿色背景标识数据分隔，保留表格界面数据。
- （3）结构通用瞬态动力学分析模块：修正移动集中力序列数据修改后未更新数据库修改状态的BUG。
- （1）结构通用瞬态动力学分析模块：增加“簧上质量车辆”模型，支持车-桥耦合动力分析功能。簧上质量车辆的车-桥耦合接触状态可为“密贴”、“非密贴-接触点不分离”和“非密贴-接触点可分离（跳车）”三种模式。
- （2）结构通用瞬态动力学分析模块：在后处理查看“变形云图”动画时增加绘制车辆的功能。
- （3）结构通用瞬态动力学分析模块：发布SAP2d动力学分析功能介绍T2和T3文档：
- SAP2d动力学分析功能介绍T2-eesDyna与GenTransient的联合应用.pdf
- SAP2d动力学分析功能介绍T3-簧上质量车辆与桥梁的耦合振动分析.pdf
- （4）其它功能增强与修正。
- （1）结构通用瞬态动力学分析模块：修正对自重荷载未进行处理的BUG。
- （2）结构通用瞬态动力学分析模块：修正当静力荷载工况平衡状态作为初始条件、选项“包含外荷载”为“是”时未考虑静力荷载的BUG。
- （3）新增功能：SAP2d启动时自动识别Windows系统是否已经安装Intel Fortran的库文件，如果未安装，则自动启动库文件安装程序。Intel Fortran库文件安装完成后，用户应关闭SAP2d然后重新启动。
- （4）结构通用瞬态动力学分析模块：功能增强，大幅度、显著提高对自重荷载的处理速度。
- （5）eesDyna中的非功能修正。
- （1）结构通用瞬态动力学分析模块：在后处理查看“变形云图”动画时增加绘制“时变集中力”和“移动集中力序列”的功能。
- （2）结构通用瞬态动力学分析模块：支持保存用户定义的变形云图和时程曲线。用户定义数据将会保存到项目数据文件中。
- （3）修正“截面模型”中针对常规截面（SR-BOX-SC-RING）和型钢截面（I-T-L-U）定义构造尺寸参数时未支持数学表达式的BUG。
- （1）修正“模态分析”中“荷载转质量”处理时存在的BUG。
- （2）结构通用瞬态动力学分析模块：增加对“时变集中力”和“移动集中力序列”的支持。
- （3）结构通用瞬态动力学分析模块：发布SAP2d瞬态动力学分析验证报告。参见网盘内“SAP2d瞬态动力学分析验证.pdf”。
- （4）结构通用瞬态动力学分析模块：支持查看移动集中力作用点所在桥梁位置处的位移、速度和加速度时程。从车桥耦合动力学角度而言，此术语为“轮下桥梁位移/速度/加速度时程”。SAP2d采用车桥耦合动力分析的方法提取此类时程。
- （5）结构通用瞬态动力学分析模块当前版本的功能限制：仅支持线弹性分析；暂不支持结点反力、单元内力和单元应力时程结果的后处理。
- （1）增加面向正定/非正定、线性/非线性、对称/非对称动力系统的显式表达系统动力学求解模块eesDyna。
- （2）提供eesDyna使用指南，参见网盘内“SAP2d-eesDyna使用指南.pdf”。
- （3）增加结构通用瞬态动力学分析模块。注意：当前版本中的瞬态动力学分析模块仅提供基础框架、存在功能限制：（3-1）仅支持调用时变函数定义荷载右端项，暂不支持“时变集中力”和“移动集中力序列”；（3-2）瞬态动力学后处理中仅支持查看结点位移、速度和加速度的变形云图动画和时程曲线，结点反力、单元内力和单元应力的时程结果暂不支持。
- （1）早期版本程序在“新建单元”命令下通过绘图区点击结点生成单元后，会有结点仍然处于选中状态。当前版本修正了此问题。
- （2）早期版本程序在“新建单元”后，程序上方Ribbon菜单会在较长时间内无法切换标签页。当前版本修正了此问题。
- （3）早期版本程序在展示模态分析结果时，在属性框中切换频率后程序右下方振型数据表格所在标签页的名称没有实时更新。当前版本修正了此问题。
- （4）新增功能：建模的部分命令支持键盘快捷键 F4 的再次调用。
- （5）新增功能：视图区右键菜单增加“复制图片”功能。默认的图片格式为WMF，当按下键盘 Shift 键后的图片格式为JPG。程序复制生成的图片文件的绝对路径到系统剪贴板，支持粘贴到Word、Excel等软件，也可以直接粘贴到资源管理器。
- （1）更新程序图标。
- （2）修正静力荷载工况后处理时“多荷载步数据”中左侧图形可能不显示的BUG。
- （1）在视图区的鼠标右键菜单中增加“显示梁单元轮廓”子菜单，便于快速切换梁单元轮廓的消隐显示状态。
- （2）修正视图区绘制单元内力云图时单元颜色取值的BUG。
- （1）增强：在拱建模助手中生成抛物线或悬链线沿曲线等分的结点时，严格确保了结点坐标沿拱顶的对称性。且默认采用固结约束。
- （2）修正在全新定义主从约束、弹性连接和刚性连接时，在视图区选择结点后，点击属性栏中的结点属性会清除视图区选择结果的问题。
- （3）增加定义主从约束时的快捷操作：同时选择两个结点后，分别对主结点和从结点同时赋值。
- （4）取消保存操作记录后总是打开绘制结点、绘制结点名称、绘制单元名称的开关。
- （5）修正边界条件中各种约束显示时，所属边界组的名称可选列表中存在重复“默认组”的问题。
- （1）增强：在未定义材料或截面时调用建模助手，程序将给出警告说明。
- （2）修正非线性稳定分析中荷载系数为负时不受迭代退出条件控制的BUG。
- （3）修正非线性稳定分析中当前荷载步迭代未收敛时仍然计算下一个荷载步的BUG。当前版本在识别到未收临时直接退出弧长法。
- （4）修正非线性稳定分析荷载工况数据更新后未参与数据库特征状态检查的BUG。
- （5）弧长法最大荷载系数的最小值由30减到10。
- （6）修正查看非线性稳定分析结果无法显示追踪点图形的BUG。
- （7）增强：在绘制非线性稳定分析结果的追踪点图形时，当X刻度范围小于2时给于刻度范围修正。
- （8）修正：按F5快捷键执行分析后未更新树视图当前结点，此时可以修改分析设置，程序可能会由于无法识别当前属性对应的树视图结点从而崩溃。当前版本修正了此问题。
- （9）修正：在定义非线性稳定分析的荷载来源工况时，系数不起作用。当前版本修正了此问题。
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- 下面通过一个算例，给出非线性稳定分析的提示：如何设置非线性稳定分析工况中的参数
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- （1）当前有50m跨径无铰拱，取默认Q355材料和默认1m×1m矩形截面。工况1中在拱顶定义了向下的集中力-1000kN，最大挠度3.613mm。
- （2）在开展非线性稳定分析之前，首先基于工况1开展线性稳定（屈曲）分析。通过切换稳定系数阶次和变形放大系数正负号，识别当前工况静力变形匹配的失稳阶次。这里与工况1拱顶加载后的静力变形相匹配的是第二阶失稳模态，对应的稳定系数为619，也就是说，在当前工况1的荷载放大619倍后，模型会发生线性失稳。
- （3）非线性稳定分析的临界荷载一般为线性稳定分析临界荷载的1/3左右。在定义基于工况1的非线性稳定分析工况的控制参数时，我们可以考虑初始的荷载（放大）系数为 619 的 1/3 约 206 ，这里（不用太严格、再取小一点）直接取整数 100 ，最大的荷载（放大）系数可以比 619 大一些，这里（也是不用太严格）取整数 1000。其它参数可以保持默认。
- （4）执行分析。然后在树视图的“非线性稳定分析”结点上通过鼠标右键“创建追踪目标”，选择追踪拱顶13号结点的竖向位移，通过“荷载系数-响应值曲线”和右侧的表格数据可以看出，大约在荷载系数为 263 时追踪结点13在UY自由度上的刚度为零（曲线的切线为零），这就是结构的第一个非线性失稳状态，对应的非线性稳定系数即为约 263 ，与线性稳定分析对应工况的稳定系数 619 相比，约为其 1/2.35。
- （5）当需要准确地识别非线性稳定分析结果的稳定系数时，可以通过基于离散数据点开展函数拟合，然后求函数一阶导数为零的点的方法来进行确定。在进行离散数据的函数拟合时，可以采用常用的多项式拟合，但推荐采用Akima拟合。
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- 注：线弹性稳定（屈曲）问题可视为大学《线性代数》课程中的特征值问题，屈曲分析的各阶稳定系数和失稳振型对应着特征值问题的特征值和特征向量。因此，屈曲分析结果中的失稳振型（特征向量）可以乘任意非零数值，当然也包括+1和-1。上面第（2）条提到的“切换...变形放大系数正负号”正是基于此原因。而“切换...”操作的目的，是为了更好地人工识别与静力荷载工况变形结果相匹配的失稳振型。
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- 感谢郑老师发过来的算例，暴露了SAP2d在考虑弹性支承时存在的BUG。
- （1）修正：SAP2d分析时对弹性支承视为Spring单元时会新增一个结点，程序在设置新结点名称时未考虑释放梁端约束的影响，从而导致加入结点字典时报错。当前版本修正了此问题。
- （2）修正：SAP2d的上述第（1）个错误会导致获取单元长度时出错。当前版本修正了此问题。
- （3）修正：SAP2d分析时对弹性支承视为Spring单元时会新增一个结点，程序会自动固结约束新结点。新结点对应的刚度矩阵主元素可能会存在1个零值，SAP2d的约束方式在执行静力分析时由于求解器的强健性可得到正确结果，但在执行屈曲分析或模态分析时会由于刚度矩阵主元素的零值而导致失败。当前版本的SAP2d修正了此问题。
- （4）修正：查看模态分析结果时，双击视图区域会导致不再显示变形图形。当前版本修正了此问题。
- （5）修正：当前版本的SAP2d在执行影响线分析、模态分析和屈曲分析时，会自动将单向受力的弹性支承和弹性连接修改为线性拉压受力状态。
- （6）改进：在显示静力分析结果的反力时，如果显示反力为“0”值，则不再绘制反力箭头和“0”值。
- （7）改进：在定义弹性连接时，当点击属性栏的“结点1”或者“结点2”的“结点名称”属性后，在视图区选择2个结点时，如果另一属性值为空，程序自动将这两个结点设置为结点1和结点2，避免需要执行两次选择操作。
- （8）改进：在定义刚性连接时，当点击属性栏的“主结点”的“结点名称”属性后，在视图区选择2个结点时，如果“从结点”的“结点名称”属性值为空，程序自动将这两个结点设置为主结点和从结点，避免需要执行两次选择操作。
- （9）修正：修正截面模型中显示矩形截面轮廓时宽度B取值有误的问题。
- （10）修正：修正计算单元质量矩阵时弹簧单元未能正确忽略的问题。
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- 当前版本的SAP2d在求解上面的模型时，静力分析结果、屈曲分析结果和模态分析结果如下图所示，均与商业软件结果吻合。
- （1）功能增强：支持4种常规截面（实腹矩形、箱形、实腹圆形、圆环形）、4种型钢截面（工字形、T型、角钢、槽钢）、数值截面、自定义截面（UDS）和变截面。
- （2）功能增强：自定义截面UDS支持从dxf文件中导入截面轮廓后划分网格、计算截面属性。
- （3）功能增强：支持变截面组的截面插值功能。
- （4）功能增强：“单元镜像”功能支持变截面，支持反转梁单元X轴、反转变截面左右截面。
- （5）功能增强：“修改单元参数”功能支持支持反转梁单元X轴、反转变截面左右截面。
- （6）功能增强：支持截面刚度调整系数。
- （6）功能增强：支持梁单元截面剪切效应。
- （7）功能增强：支持截面偏心（仅支持线性分析、非线性分析模块待修改）。
- （8）功能增强：支持梁单元显示截面轮廓，并提供连续梁单元相邻轮廓变形协调显示功能。
- （9）功能增强：支持材料模型（钢材和混凝土常用规范材料）。
- （10）BUG修正：单元截面无效时绘图错误，当前版本已经修正。
- （1）工具面板“结构”标签页中的基本结构增加悬链线索结构建模助手。
- （2）BUG修正：大模型时，用户鼠标多次点击“执行求解”结点时可能会导致重复执行计算。当前版本修正了此BUG。
- （3）BUG修正：计算桁架单元（Link）的单元集中力、分布荷载和自重效应时采用了基于Beam单元的简化，其中存在BUG。当前版本修正了此BUG。
- （1）新建材料时，材料默认的弹性模量修改为 206 GPa。
- （2）BUG修正：后处理查看结果时，双击屏幕或修改程序窗体大小时，程序内部执行 PlotWithFitMode 或 Replot 时结构总是展示变形后的状态。当前版本修正了此BUG。
- （1）工具面板“结构”标签页中的基本结构增加拱结构建模助手，包含圆弧、抛物线和悬链线拱。
- （1）工具面板“结构”标签页中的基本结构增加梁柱建模助手。
- （1）复制单元后，总是将复制得到的结点约束、结点荷载、单元约束和单元荷载初始化为“显示/可见”状态。
- （2）修正：确保非线性静力荷载工况切换不同类型的结果时，总是看到第一个荷载工况的最后一个荷载步结果。
- （1）修正复制单元时的BUG：新生成的结点集合内部存在重复结点未合并。
- （1）修正BUG：平面单元大变形（几何非线性）分析时，荷载步过小可能导致变形梯度计算异常，从而致使程序崩溃。当前版本修正了程序崩溃的BUG。用户解决方案是增大荷载步数量。
- （1）修正BUG：程序在计算前自动调用“保存项目”的操作可能导致后处理绘图初始化失败。当前版本修正了此BUG。
