一、Midas Civil 能否完美解決橋梁結(jié)構(gòu)的有限元分析峡懈？需要學(xué)橋博璃饱、ANSYS嗎？
觀點一：
作為粗糙的結(jié)構(gòu)規(guī)范驗算軟件肪康，midas
civil也就只能應(yīng)付下整體設(shè)計荚恶，不能算真正的有限元軟件（至少太不完整了）。Civil是工程應(yīng)用級別的磷支，偏向?qū)嶋H橋梁工程應(yīng)用裆甩，基本上完全按照規(guī)范做驗算的，對整體把控方面做的不錯齐唆，屬于傻瓜式驗算軟件嗤栓，能解決大部分常規(guī)問題，深受設(shè)計院歡迎箍邮。civil開發(fā)出來就是為橋梁設(shè)計服務(wù)的茉帅，而且一般用來做整體分析比較多，規(guī)范結(jié)合得比較好锭弊。但想要精細(xì)化分析某一個手機復(fù)雜的地方堪澎，還是不太夠的。
ANSYS屬于科研軟件味滞，是理論研究級別的樱蛤，用途更廣，能解決很多復(fù)雜問題剑鞍，全世界公認(rèn)昨凡，但使用起來比較麻煩。ANSYS是高于規(guī)范的軟件蚁署，需要操作者有較強的力學(xué)知識便脊！ANSYS通用性比較廣，可以考慮得比較細(xì)致光戈，適合用來做局部分析哪痰，而且里面集成了大量的單元、材料可以調(diào)用久妆，更多更強大的功能現(xiàn)在仍在不斷開發(fā)中晌杰，適合學(xué)術(shù)科研類。
工程問題midas足夠了筷弦，首先一般水平的人用midas分析建模比ansys快很多肋演，設(shè)計的工期擺在那里。另外兩者學(xué)習(xí)成本不一樣，ansys是英文的這就是難學(xué)的一方面惋啃。如果付出有限的學(xué)習(xí)時間哼鬓，你想把一把屠龍刀學(xué)一招半式监右，還是把一把殺豬刀耍得爐火純青边灭，這就看自己了。
觀點二：
MIDAS
CIVIL是專業(yè)軟件健盒，用于解決橋梁專業(yè)的常規(guī)計算绒瘦，效率高。但是碰到特殊的計算問題扣癣，如細(xì)部受力分析惰帽、非線性分析、接觸問題父虑、熱分析该酗，那大型通用有限元軟件ANSYS就是解決問題的利器了。寫論文的話士嚎，一方面為了逼格高呜魄，另一方面也是習(xí)慣問題，ANSYS是全世界通用的軟件莱衩，認(rèn)可度高爵嗅。對于工作，如果你CIVIL用的很好笨蚁，相應(yīng)的力學(xué)知識和有限元知識覺得大體掌握了睹晒，而工作中可能會遇到比較復(fù)雜的有限元計算，那還是學(xué)一學(xué)ANSYS括细，要花蠻多時間的伪很，對力學(xué)和有限元知識要求更高。如果工作搞設(shè)計奋单，excel和CIVIL夠了是掰，科研的話，MATLAB和ANSYS基本是標(biāo)配辱匿。時間多的話键痛，還是學(xué)ANSYS吧，CIVIL先不管匾七，你ANSYS掌握的差不多了絮短，工作時學(xué)CIVIL那就容易得多了啊。雖然很多人工作后買車用車都是自動擋昨忆，但為什么駕校都是教手動擋丁频，道理是類似的。單做為橋梁設(shè)計軟件來說，midas
civil從他的建模功能來講席里，你能想象到的合理可行的橋civil都能建叔磷，他也是橋梁設(shè)計三維通用有限元分析軟件，而且跟各國規(guī)范結(jié)合都很好奖磁，對于國人來說軟件都是中文界面改基。只要你稍微是個科班出身，略懂有限元咖为，看看他們官方的學(xué)習(xí)資料秕狰，你上手基本沒問題，但是想要用的好躁染，還需自身鉆研鸣哀，畢竟橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計不是你說想玩就能玩！隨著你的工作經(jīng)驗和對橋梁結(jié)構(gòu)的了解吞彤，你會發(fā)現(xiàn)midas
civil 軟件是個很好的設(shè)計伙伴我衬。當(dāng)然civil也有他的先天不足，實體仿真饰恕，細(xì)部分析功能相對于ANSYS差距挺遠的挠羔，畢竟術(shù)業(yè)有專攻。midas
FEA實體仿真軟件就可以彌補civil的不足懂盐，這款軟件相對于ANSYS的編程建模方便了不是一點點褥赊。有了這款實體軟件，你還會選擇ANSYS嗎莉恼？軟件不就是為了方便攻城獅們使用的嘛拌喉！歡迎加入橋梁設(shè)計又問必答群：716992956軒銳教育-土木行業(yè)教育專家 - Powered By EduSoho
觀點三：
midas
civil基本上就是線彈性小變形梁單元計算軟件，只是附加了少量設(shè)計可能會用到的非線性修正俐银；而ansys之流是大型通用有限元軟件尿背，梁、板捶惜、塊單元都有田藐，并且不局限于線彈性范圍。所以兩者本質(zhì)上就不是一個層次的東西吱七。舉個例子汽久，civil就像專為游戲配置的高級臺式機，什么雙顯卡四屏幕游戲鼠標(biāo)機械鍵盤都有踊餐，而ansys像數(shù)據(jù)中心的超級計算機景醇。
觀點四：
1.在學(xué)習(xí)以及使用的復(fù)雜程度上，橋博最簡單吝岭，而ANSYS最難三痰。ANSYS的建模是比較麻煩的吧寺，容易出錯，而且報錯了也不知道在哪里改散劫，在這方面橋博和邁達斯還行稚机，橋博是因為模型比較容易建立，而邁達斯的建模有規(guī)律获搏，一般都是3–4步一個小步驟赖条，檢查起來比較方便。ANSYS的使用命令流建模有他的優(yōu)越性颜凯，容易修改谋币。而且如果建模比較熟練的話還是比較容易檢查出錯誤的仗扬，而且最重要的是ANSYS的命令流減少了大量建模的工作量症概，假設(shè)如果要分析一系列的模型，比如說早芭，要建一組30m至100m跨徑逐級遞增的橋梁彼城，邁達斯可能在修改模型的方面可能會復(fù)雜一點。這就是ANSYS是個科研的原因之一退个，可以高效率的建立大量的模型募壕，在這些模型的計算結(jié)果中通過對比歸納總結(jié)，得出自己想要的結(jié)論语盈。
2.關(guān)于模型的區(qū)別舱馅，橋博使用的是平面桿系模型，模型相對來說比較簡單刀荒，在處理復(fù)雜的橋型時就不及邁達斯和ANSYS了代嗤。邁達斯和ANSYS在建模上最大的不同在于，有限元的劃分缠借，也就是空間網(wǎng)格的劃分干毅，邁達斯是自動劃分的，而ANSYS是手動劃分的泼返，而且劃分網(wǎng)格也有一定的技巧硝逢。在一些ANSYS的學(xué)習(xí)論壇上甚至還有分網(wǎng)的競賽，可見ANSYS對于網(wǎng)格的劃分是相當(dāng)重視的绅喉，這也就決定了ANSYS和邁達斯分析方向的不同渠鸽。ANSYS主要重視的是模型的各個部分，細(xì)部的受力柴罐，而在科研工作中這也是我們重視的問題徽缚，有時我們希望知道構(gòu)件的哪個部分受力如何，ANSYS能夠很好的回答這些問題丽蝎。
而邁達斯建模方式的不同猎拨，決定了他在后處理中與ANSYS之間的差異膀藐。邁達斯所關(guān)心的是結(jié)構(gòu)整體的受力情況，這在與我們工程設(shè)計所想要得到的結(jié)果是一致的红省。
3.在后處理上额各，這一點橋博做的比較好，主要是能出比較直觀好看易懂的計算書吧恃。邁達斯的后處理內(nèi)容很多虾啦，比較繁雜。ANSYS目前不知道能不能出計算書痕寓，好像是不能吧傲醉，后處理的結(jié)果應(yīng)該是和邁達斯差不多的，但在內(nèi)容上差了不少呻率，計算結(jié)果的沒有邁達斯表達得那么清晰硬毕，不過計算書并不是后處理的全部。邁達斯中各種荷載組合下的受力情況都比較詳細(xì)礼仗，這有利于我們更好的認(rèn)識到構(gòu)件在各種情況下的整體受力情況吐咳，這在實際的工程設(shè)計上也是我們想要得到的。在此也可以做一個不恰當(dāng)?shù)谋扔髟珹NSYS就像是武俠中的屠龍刀倚天劍韭脊，行走江湖殺人越貨，是科學(xué)研究和領(lǐng)域創(chuàng)新必備单旁。邁達斯就像是一把鋒利的殺豬刀沪羔，上可烹殺牛羊，下可砍瓜切菜象浑，應(yīng)該是在結(jié)構(gòu)分析上對簡單的復(fù)雜的構(gòu)件進行整體分析的方面非常得心應(yīng)手蔫饰。橋梁博士就是是一把稱手的家用菜刀，家常小菜不在話下融柬，但要完成屠龍大業(yè)死嗦，就需要使用者有深厚的功力了。想簡單的分析簡單結(jié)構(gòu)的受力粒氧，用橋梁博士就夠了越除。想要對結(jié)構(gòu)有一個全局性的把控和認(rèn)識，試試邁達斯外盯。想要對結(jié)構(gòu)有全面的分析又想在細(xì)節(jié)上有所把控摘盆，ANSYS是不錯的選擇。綜上所述饱苟，在結(jié)構(gòu)設(shè)計這個方面孩擂，有用屠龍刀切菜的，也有用切菜刀屠龍的（想當(dāng)年沒電腦的時候箱熬，那些老一輩的工程師类垦，都是用手算來搞科研的）狈邑，軟件只是工具而已，能否得到想要的結(jié)果蚤认，主要看使用者的內(nèi)力米苹，結(jié)構(gòu)分析的基本概念基本方法是否清晰，結(jié)構(gòu)的受力情況是否能夠整體把握砰琢，對于規(guī)范參數(shù)是否熟悉等等蘸嘶。
觀點五：在橋梁領(lǐng)域，civil不能解決高度非線性的橋梁抗風(fēng)和碰撞陪汽，其余的問題基本都能很好的解決训唱。civil是桿系單元，不能進行細(xì)部結(jié)構(gòu)的計算挚冤，并不是能夠進行細(xì)部精細(xì)分析的軟件就很牛况增，ansys和fea都能進行細(xì)部結(jié)構(gòu)分析，而且有限元求解計算方法都是相同的你辣，這些理論早已經(jīng)成熟巡通，最主要的問題在于你建立的模型真的與實際的細(xì)部受力是否一致尘执。統(tǒng)一材料的單構(gòu)件沒問題舍哄，但是橋梁中的預(yù)應(yīng)力混凝土怎么考慮預(yù)應(yīng)力，鋼筋混凝土中怎么考慮鋼筋的貢獻誊锭，鋼結(jié)構(gòu)中高強螺栓節(jié)點板之間的接觸等的模擬表悬，已經(jīng)超越了有限元的基礎(chǔ)理論，而是模擬方法和參數(shù)選取的問題丧靡，最后都是由實驗作為依據(jù)蟆沫，有限元的計算結(jié)果最多是相互驗證。
?midas系列軟件最大的優(yōu)勢在于温治，它已經(jīng)將土木結(jié)構(gòu)設(shè)計計算中遇到的問題饭庞，都采用了最新的理論和模擬方法集成程序，用戶只需要輸入相應(yīng)的參數(shù)就可以得到較為滿意的解熬荆，而ansys需要自己編程舟山，舉幾個簡單的例子！
1.鋼筋混凝土怎么考慮鋼筋的貢獻卤恳？仔細(xì)一想這個問題是很復(fù)雜的累盗，鋼筋混凝土構(gòu)件是否滿足平截面假定？如滿足突琳，問題就簡單了若债，桿系單元中截面特性考慮鋼筋就行了。若不滿足拆融，那就要就行精細(xì)的分析蠢琳。怎么來模擬鋼筋呢啊终？橋梁中混凝土里的鋼筋太多，而且部分鋼筋形狀不規(guī)則傲须，相互交叉孕索，若用ansys來模擬，最常用的方法就是將鋼筋用桁架單元模擬躏碳，鋼筋軸線上必須要有混凝土節(jié)點搞旭，將混凝土節(jié)點和鋼筋單元節(jié)點耦合在一起，那么多的鋼筋軸線上都要劃分混凝土節(jié)點菇绵，我想沒有人會有耐心去干這個事情肄渗！若采用midas
fea軟件，你只需要畫出混凝土空間實體和鋼筋軸線咬最，將混凝土按一定尺寸自動劃分實體網(wǎng)格翎嫡，將鋼筋線劃分為鋼筋單元，程序會自動搜尋哪些混凝土單元中有鋼筋單元永乌，那么就將鋼筋的剛度等效到該混凝土單元中惑申，最后的結(jié)果是鋼筋周圍的混凝土單元都自動考慮鋼筋的效應(yīng)，參與求解計算的時候就只有混凝土單元翅雏，最后通過混凝土的應(yīng)變反算鋼筋的力學(xué)特性圈驼。這個例子可以看出，程序只有有限元是不行的望几，還應(yīng)該具有輔助模擬方法的程序來提高效率绩脆。
2.大跨斜拉橋的計算上面舉了一個細(xì)部計算的問題，這里再舉一個整體計算的例子橄抹。一般而言靴迫，civil中計算一座混凝土斜拉橋，一個星期足已楼誓，其中包含了建模工作玉锌、預(yù)應(yīng)力工作、成橋索力調(diào)整疟羹、按照規(guī)范驗算成橋組合效應(yīng)主守、施工階段計算等。熟練ansys也能很快的建立模型并進行計算阁猜，但是要面臨兩個問題丸逸，預(yù)應(yīng)力混凝土你怎么按規(guī)范驗算荷載組合，你通過什么方法計算合理成橋索力剃袍？而這兩個問題在civil中都已經(jīng)集成成程序黄刚，只需要明白其理論，很快就能完成上述工作民效。若是鋼主梁斜拉橋憔维、鋼管拱等預(yù)制鋼節(jié)段現(xiàn)場拼裝的橋涛救，其施工計算就較為復(fù)雜了。先不討論兩個軟件對于索的垂度效應(yīng)所采用的不同計算方法业扒，鋼節(jié)段的安裝是切線拼裝检吆，怎么計算一組合適的施工索力使得鋼主梁能順利合攏且成橋后與設(shè)計狀態(tài)一致，這個問題需要采用我國兩位大師分別提出方法：秦順全的無應(yīng)力狀態(tài)法和肖汝誠的影響矩陣法程储。影響矩陣法解決索力優(yōu)化計算蹭沛，無應(yīng)力狀態(tài)法則解決成橋后與設(shè)計狀態(tài)一致！而這兩個方法都已經(jīng)被集成在了civil中章鲤，所以不管橋梁的跨徑有多大摊灭，有多復(fù)雜，都能輕松的應(yīng)對其設(shè)計過程的計算要求败徊。而ansys則需要自己編程實現(xiàn)上述兩個方法帚呼，自己編寫的程序可能沒幾人敢用在實際工程中。橋梁是實際工程皱蹦，遠遠超出了有限元的基礎(chǔ)理論煤杀，更注重實戰(zhàn)，midas作為專業(yè)土木有限元軟件沪哺，基本解決了目前土木結(jié)構(gòu)中遇到的問題沈自，都采用最新的研究理論，且集成程度高凤粗。橋梁有civil酥泛，細(xì)部構(gòu)造有fea，巖土有g(shù)ts嫌拣，房建有g(shù)en，高度非線性問題有nfx呆躲，是一個龐大的具有實戰(zhàn)能力的軟件體系异逐。我采用midas的軟件我可以出去講，工程結(jié)構(gòu)計算基本都沒問題插掂，哪怕你不會灰瞻，學(xué)也是一個星期的事，實在不行那就兩個星期辅甥，ansys兩個星期可能英文單詞都沒認(rèn)完酝润。
觀點六：MIDAS CIVIL是一種專用設(shè)計軟件，他的基本原理是有限元法璃弄，但他的使用思路其實與結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路是保持一致的要销。也就是說，使用MIDAS
CIVIL的目的是輔助設(shè)計計算夏块。一般的設(shè)計思路大致是：確定方案-擬定尺寸-確定荷載-計算內(nèi)力-驗算截面疏咐、位移等纤掸。方案、尺寸浑塞、荷載借跪、結(jié)果限值等等都需要通過規(guī)范來確定。使用MIDAS
CIVIL的一個好處是：它結(jié)合了國內(nèi)外的許多設(shè)計規(guī)范酌壕，設(shè)計者可以方便的從中調(diào)用數(shù)據(jù)掏愁。MIDAS
CIVIL還內(nèi)置了許多方便使用的功能，比如：移動荷載追蹤器卵牍、未知荷載系數(shù)等等托猩。ANSYS屬于通用有限元軟件，這些軟件并不是專門用于橋梁結(jié)構(gòu)計算的辽慕。他的適用范圍很廣京腥，可以用于分析靜力、動力溅蛉、熱耦合公浪、流固耦合、接觸分析船侧、電磁等等各種非線性復(fù)雜問題分析欠气，所以適用的專業(yè)也很廣泛。MIDAS能解決的問題ANSYS能不能解決呢镜撩？當(dāng)然可以预柒，但是效率很低。反過來袁梗，如果你需要驗算特殊復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布宜鸯，梁單元肯定不能適用了，需要運用空間實體單元遮怜。其次淋袖，含有較大非線性因素的情況，例如索鞍锯梁、樁土即碗、鋼混結(jié)合段等含有接觸關(guān)系的情況，也必須用通用有限元軟件來解決陌凳。在設(shè)計院里剥懒，會熟練使用如MIDAS
CIVIL一類的專用計算軟件（還包括橋梁博士、BSAS等等）是基本功合敦，但是如果遇到非標(biāo)準(zhǔn)的初橘、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，例如：變寬變箱室的道岔梁度秘、含多向預(yù)應(yīng)力的零號塊啸如、塔梁墩固結(jié)段速挑、拱腳等等結(jié)構(gòu)唆涝，拿不準(zhǔn)其結(jié)果如何涂乌，最快速的方法就是用ANSYS建立三維實體模型計算了棒拂。
二滨达、突然很好奇各種跨海大橋是怎么建起來的巷燥，好神奇呀盐肃？
橋都是差不多的建造方法爪膊，跨海大橋相比普通江河橋，有幾點需要特別考慮砸王。選橋位時推盛，要和洋流垂直，降低洋流對橋的沖刷谦铃，地質(zhì)也是很重要的耘成。需要在合適的地質(zhì)條件下，選取一條影響最小驹闰，線路最短的最優(yōu)路線瘪菌。材料方面，需要抗海水腐蝕嘹朗，結(jié)構(gòu)方面师妙，需要抗大風(fēng)海嘯，適當(dāng)?shù)牡胤揭紤]遠期通航要求屹培。
