SACS程序介绍.doc
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1、目 录第一章 SACS软件简介第一节 SACS总体介绍第二节 SACS版本类型一、SACS 5.2 二、SACS 5.3的新功能第三节 SACS安装步骤第四节 SACS适用范围第五节 SACS的主要分析功能第六节 SACS各模块功能介绍 一、Executive介绍 二、Precede介绍二、Data Generator介绍三、Prevue介绍四、帮助文档第七节 SACS软件在国内外工程实例中的应用简介第八节 本章小结建议增加一章:SACS软件使用常见问题及关键问题汇总;第一章 SACS软件简介第一节 软件总体介绍美国Engineering Dynamics公司成立于1973年,具有丰富的工程软
2、件开发经验,其代表产品为有限元分析软件系统SACS,英文全称:Structural Analysis Computer System。该软件最早起源于航空航天技术及其程序代码,现已发展成当今海事结构设计分析中应用最广泛的结构有限元分析软件。目前有超过300家专业海事结构设计公司采用SACS软件。SACS 软件包含有多个程序模块,这些程序模块之间采用文件接口连接方式以方便用户使用。该系统所有的程序模块都包含有比较完整的英制及公制单位的缺省工程参数以简化用户的输入。该软件不仅适用于各类海事结构分析,也适用于各种民用建筑结构分析。SACS软件能够在单机或者网络环境下运行于Windows 9x、NT、
3、XP和Vista等各种操作平台。下面的程序流程图用于解释各程序模块之间的连接关系。所有的结构数据:几何形状、构件尺寸、材料特性以及环境条件都是通过交互方式输入以文件方式存储,然后求解程序对这些数据进行分析计算,得出最终的求解文件,这个文件中包含所有节点的位移以及单元内力。后处理软件使用求解文件中的数据,采用相应的规范对结构作规范校核。不符合规范要求的部分,程序可自动进行重新设计。结构分析及规范校核结果也可以用图形的方式输出,其结果可直接用于生成工程图纸及结构料表。1、图形化用户界面 全3D图形化交互界面 智能化多文档编辑使建模更为快捷方便 内置美国、英国、德国以及日本等国家级组织的钢架结构资料
4、库 全面交互式有限元模型生成器2、静力学分析 梁单元、板壳单元、实体元以及非线性缝隙单元 混凝土单元,包括双向加强筋混凝土 加强筋以及加强盒段分析 支持弹簧元和超单元分析 支持梁结构热载荷分析 3、非线性塑性分析 非线性塑性失效以及大变形分析 支持材料硬化以及连接变形分析 可用于结构的最大极限强度确定以及安全性评估 4、动态分析 地震波普与响应历程分析 定常与随机海浪动态冲击响应分析 船舶驱动分析 冰块冲击分析 强风作用下结构动态分析与疲劳分析 固有和强迫振动分析 5、桁架结构设计 基于DXF格式的交互全三维绘图界面连接详细设计与放样 材料下料、重量控制和成本分析 自动生成有限元连接模型6、环
5、境载荷设定 专业、方便的的波浪、重力、浮力、风力等载荷的设置 完全执行美国石油组织(API)第20版环境载荷规定 包含5种波浪理论以及完善的流体静力学、动力学分析能力7、SACS还包括有地基分析模块以及安装与运输分析模块等。软件分析包SACS 软件包支持 Windows Vista/XP 等操作系统。整个软件系统由多个程序模块组成。可以购买也可以 按月租赁;用户可以购买或租赁整个系统,也可以根据需求购买或租赁其中的部分软件包或独立的模块。STATIC I Pro: 专业海洋静力软件包 海洋平台静力分析软件包可以满足典型的固定式海洋平台、码头、承台以及浮式系统上部结构的静力分 析要求。软件包中包
6、含三维图形交互式建模,有限元求解器以及图形交互后处理程序。在这个软件包中 还包含有 SEASTATE, JOINT CAN, PILE, COMBINE, GAP, TOW 以及 LDF 大变形。这个软件包不 仅具有自动生成模型、自动生成梁、板、壳等有限元等功能,还具有钢结构的规范校核和重新设计、环 境荷载的生成、管节点的规范校核等功能。另外,该软件包还具有单桩的分析、惯性和移动荷载的生成、 非线性接触单元、荷载组合、弹性大变形分析以及输出计算报告和图形等功能。STATIC II Pro:专业静力软件包静力分析软件包包括进行一般静力结构分析的功能。软件包中包含三维图形交互式建模、有限元求解器
7、以及图形交互后处理程序。这个软件包还包括 COMBINE, GAP, TOW 和 LDF 大变形。在这个软件包 中具有自动生成模型;自动生成梁、板、壳等有限元;钢结构的规范校核和重新设计;惯性和移动荷载 的生成;非线性接触单元、荷载组合、线性大变形分析以及输出计算报告和图形等功能。STATIC III Pro:专业静力软件包 上部结构静力分析软件包适用于典型的浮式系统上部结构静力分析。软件包中包含三维图形交互式建 模,有限元求解器以及图形交互后处理程序。这个软件包还包括 TOPSIDES LOADING,COMBINE, GAP, TOW 和 LDF 大变形。在这个软件包中具有自动生成模型;自
8、动生成梁、板、壳等有限元;钢 结构的规范校核和重新设计、风荷载及结构自重荷载、惯性和移动荷载的生成;非线性接触单元、荷载 组合、线性大变形分析以及输出计算报告和图形等功能。NON-LINEAR I:基本非线性附加软件包基本非线性分析使用 PSI 程序对固定式海洋桩基平台进行土壤/桩/结构的非线性相互作用分析。此软件 要在使用 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或 STATIC III 包的基础上使用。NON-LINEAR II:高级非线性附加软件包 弹塑性非线性分析功能包括非线性桩基础的几何非线性和材料非线性分析功能。弹塑性分析可用于撞船 分析、爆炸分析及一般的结构倒塌分
9、析。在本软件包中包含有 PSI 非线性土壤/桩/结构相互作用程序模 块,COLLAPSE 非线性弹塑性分析程序模块以及结果图形显示模块。运行本软件包需要先运行 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或者 STATIC III Pro 等软件包。DYNAMIC I:基本动力分析附加软件包 基本动力响应分析软件包包括结构自振特性分析模块并可以选择一般动力响应分析模块或波浪动力响 应模块。如选择一般动力响应分析模块则可用于模拟地震的响应波谱分析和时程分析,其中响应波谱分 析包含 CQC 和 SRSS 模型的组合技术、一般强迫振动分析以及冰振的动力响应分析。例如选择波浪动 力响应模块
10、则可以进行波浪确定性响应、随机时程响应分析以及谱分析。运行此模块需要有 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或者 STATIC III Pro 软件包的支持。DYNAMIC II:高级动力分析附加软件包 完整动力响应分析软件包包括结构自振特性分析模块、一般动力响应分析模块和波浪动力响应模块。一 般动力响应分析模块可用于地震进行响应波谱分析和时程分析,其中响应谱分析包含 CQC 和 SRSS 模 型的组合技术、一般强迫振动分析以及冰振的动力响应分析。波浪动力响应模块可进行波浪确定性响应、 随机时程响应分析以谱分析。运行此模块需要有 STATIC I Pro, STATIC I
11、I Pro 或者 STATIC III Pro 软件 包的支持。DYNAMIC FATIGUE I:基本动力疲劳分析软件包 基本动力疲劳软件包可以对结构进行一般动力疲劳分析。此软件包中包含 DYNAMIC I 软件包中的模块 以及 FATIGUE Pro 模块。此软件包需要 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或 STATIC III Pro 软件包的支持。DYNAMIC FATIGUE II:高级动力疲劳分析软件包 高级动力疲劳软件包包含确定性、时程或谱疲劳分析。本软件包中包含有 DYNAMIC II 附加包以及 FATIGUE Pro 模块。此软件包需要 STATIC
12、I Pro, STATIC II Pro 或者 STATIC III Pro 软件包的支持。MARINE II:海上安装分析附加软件包安装分析软件包包括导管架下水和扶正分析。本软件包包括 LAUNCH 和 FLOTATION 模块。本软件包 需要使用 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或者 STATIC III Pro 软件包的支持。MARINE III:高级海上运输及安装分析附加软件包 安装及拖航运动响应软件包可以进行船体稳性分析、运动响应分析,并可以进行导管架下水分析和扶正 分析。本软件包中包括 MOTION/STABILITY, FLOTATION 和 LAUNCH
13、 等模块。本软件包需要使用 STATIC I Pro, STATIC II Pro 或者 STATIC III Pro 软件包的支持。Program DetailsPrecedePro:交互式的全屏彩色图形模型SACS Executive:为软件包中的所有模块提供共用界面z控制并连接 SACS 系统中的所有程序模块z调用所有的 SACS 交互式程序z执行所有的批处理程序分析z允许对所有的 SACS 系统进行配置, 包括系统文件以及 授权锁的设置z提供命令行帮助,并且为大多数常用任务提供方便的按钮 操作z在不改变输入文件的情况下对分析选项进行指定z可以生成尺寸、材料、截面特性以及荷载z自动进行输
14、入错误检查z进行数据备份z梁单元模型和包括板单元以及壳单元的有限元模型z自动生成海洋平台导管架和甲板z自动生成 Cartesian、圆柱形或者球形的网格z自动生成重量或荷载,包括重力、压力以及撬块设备荷载z生成海洋状态数据功能z多种图形和输出报告z生成规范校核参数,包括 K 值和受压翼缘无支撑长度z可以将 SACS 模型文件转换为直接用于 AutoCAD, CADKey, TurboCAD Professional 或其他 Acis enabled CAD 软件的 3D SAT 文件格式z支持真正的 3D 几何尺寸和截面特性z可以将 SACS 模型文件直接输出成 PDMS 宏文件,并可以通过
15、这个宏文件在 PDMS 软件中建立 3D 模型z除了可以在 SACS 模型中定义和建立 PDMS 截面以外,还支持PDMS 截面库Data Generator:软件的所有模块都采用交互式数据生成z全屏编辑器可以自动提示数据输入区域,并可以为数据输入内容提供帮助z自动数据检查Prevue:交互式的图形预览工具z可以在屏幕上直接预览图形z支持 HP-GL, Postscript, DXF, Windows Metafile (WMF)以及 SACS NPF 图形文件格式z可以将显示的图形发送到打印机等设备z允许设置图形尺寸、字符尺寸、 页边距等Seastate:环境荷载生成器z 包括完整的 API
16、 第 21 版规范z 支持 5 种波浪理论z 可包括或不包括流z 生成风、重力、浮力和泥沙流荷载z 附加海生物、进水杆件和未进水杆件z 包括非结构重量的响应因子和加速度荷 载z 静力和动力分析中杆件流体特性的模拟z生成移动荷载z与杆件直径、Reynolds 值和 wake encounter 效应相关的阻力和惯性 系数z重量荷载工况z非结构体上的力z动力响应分析中确定波和随机波的 模拟SACS IV:梁单元和有限元静力分析z包括圆管、T 型钢、工字钢、槽钢、角钢、过渡锥、平板、箱型梁、加劲圆管和箱型 梁等梁单元z固体单元和板单元(各向同性的或加劲 的)zDKT 薄板zAISC、英国、欧洲、德国
17、、中国以及日本 的标准截面库z杆单元、板单元和壳单元在局部坐标系和 总体坐标系的偏心z 梁及有限元的温度荷载z 在总体坐标系或参考点坐标系内 定义的弹性支撑z 指定支撑点位移z 无限的荷载工况数z P-delta 效应z 主从自由度z 6、8 或 9 节点等参壳单元Post:梁和有限元规范校核以及重新设计z梁和板单元件规范校核以及重新设计zAPI (包括 21 版),AISC, API LRFD, Norsok, Eurocode 3, Canadian , DNV,英国 规范,和 Danish DS449 规范校核z生成重新设计单元的升级模型z修正规范校核参数z 荷载组合功能z 支持自 19
18、77 年至今的规范 z 详细的和综合的输出报告 z 静水压溃计算z 物理杆件跨度(包括多个模型杆 件)Joint Can:管节点规范校核以及重新设计z当前和过去的规范,包括最新的 API 21版 supplement 2 以及 API LRFD, Norsok, DS449 和 CanadianzAPI 地震分析以及简化疲劳分析z 搭接管节点分析z 最小和极端地震分析z 管节点强度(50%)校核FEMGV:通用有限元数据模拟和结果浏览器z由 Femsys Ltd 制作z生成复杂的有限元模型z模型数据可与 Precede 的模型数据互换z可对船体或半潜式船体进行网格化z 通过 3D 方式浏览后处
19、理结果。z 对板单元,壳单元和块单元可浏览 详细的结果等高线、向量、变形、 图形和动画效果Concrete I / Concrete II:钢筋混凝土规范校核以及重新设计z矩形、圆形、T 形以及 L 形截面z梁、双轴梁柱、板和有支撑的墙单元z可以定义多种配筋方式z根据 ACI 318-89 (1992 修订版 )进行规范 校核z 剪力配筋校核以及重新设计z 钢筋粘结长度校核z 挠度和蠕变计算z 二阶 P-delta 分析Fatigue:疲劳寿命评估以及重新设计z谱疲劳、时程疲劳和确定性疲劳分析z周期应力范围计算过程包括波搜索、曲线 拟合和插值z使用 API ( 包括 21 版补充条款), HS
20、E, DNV, DS449 和 Norsok 等规范计算应力 集中系数z使用 API (包括 21 版补充条款),AWS, HSE and Norsok 推荐的与板厚相关的 S-N 曲线z疲劳损伤积累zPierson-Moskowitz,JONSWAP,Ochi- Hubble 双峰以及用户定义的波谱z 自动生成或用户指定的连接细部z 桩的疲劳分析z 通过已知的波浪分布生成波谱z 使用 Paris 方程对由于周期应力导 致的裂纹扩展速率进行预测z 与荷载传递路径有关的管节点的 分类z 包括波浪散射的影响z 自动重新设计Interactive Fatigue:交互式疲劳寿命评估z通过 3-D 显
21、示管节点并可以用鼠标选择支 管z可以识别全部的 SCF 以及在批处理程序中 可用的 S-N 选项z对任何类型的管节点,包括同轴连接的管 节点以及用户自定义 SCF 的管节点,都可 改变 SCF 理论z报告书内容有所扩大并重新写 了计算书,使计算书更便于阅 读z报告和图形可以通过屏幕显示 也可以保存为文件z自动进行重新设计z当选择了管节点,则自动读取 缺省参数PSI:非线性的土壤,桩以及结构的交互作用z包括梁柱效应z变截面桩zP-Y 和 T-Z 曲线,轴向粘滞力以及弹簧z按照 API 规范通过土壤特性生成 P-Y、T-Z曲线,表面摩擦以及粘滞力数据zP-Y 曲线偏移可模拟泥沙流z可以根据 API
22、, LRFD, Norsok, HSE,DS449,Canadian和 DNV 进行完整的结构分析并对 桩进行规范校核z通过曲线和图形表示土壤数据 和分析结果,包括应力,P-Y 和 T-Z 曲线z等效桩Pile: 3D 单桩分析z包括梁柱效应和斜桩影响z使用 PSI 土壤数据z可选的桩头弹簧z土壤数据的图形表示z可在桩头或桩头以下指定力z指定桩头位移z指定桩头力或位移z自动生成用于动力或静力分析 的线性等效桩z和 PSI 相同的图形显示以及规 范校核Superelement:子结构的自动生成及应用z无限数量的子结构z每个子结构最多可有 1000 个界面节点z用户自定义刚度矩阵z通过边界节点应力
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