一、有限元结构分析基本概念
列出至少三种大型有限元软件及各有的特点
MIDAS/Civil是针对土木结构，特别是分析象预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的桥梁结构形式，同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析。为能够迅速、准确地完成类似结构的分析和设计，以填补目前土木结构分析、设计软件市场的空白，而开发的“土木结构专用的结构分析与优化设计软件SAP2000集成化的通用结构分析与设计软件。在SAP2000三维图形环境中提供了多种建模、分析和设计选项，且完全在一个集成的图形界面内实现。在今天的市场上SAP2000已经被证实是最具集成化、高效率和实用的通用结构软件。 ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
1. 在有限元软件中一般含有几种坐标，及各坐标的意义和使用场合
全局坐标系是三维空间物体所在的坐标系，模型的顶点坐标就是基于这个坐标系来表达的。
用户坐标系的原点可以放在任意位置上，坐标系也可以倾斜任意角度。在绘制三维图形时，经常要建立和改变用户坐标系来绘制不同基本面上的平面图形
单元坐标系也是由xyz三轴满足右手螺旋法则的空间直角坐标系xyz表示三个轴的方向
节点坐标系，单元坐标系主要用于定义单元属性这些属性包括单元材料属性，单元的截面属性、单元均布荷载等。
节点坐标系用以确定节点的每个自由度的方向，每个节点都有其自己的坐标系， 在缺省状态下，不管用户在什么坐标系下建立的有限元模型，节点坐标系都是与总 体笛卡尔坐标系平行。
2. 有限元中的单元从集合形状上分为哪几种单元，及各单元使用的场合
1.桁架单元：通常利用该单元做桁架结构或者交叉支撑结构的受力分析。 2.只受拉单元：只传递轴向拉力通常利用该单元做抗风支撑或吊钩等构件的受力分析。 3.索单元;它只能传递单元的轴向拉力，利用这单元可以做随张拉力大小的改变，构件的刚度发生变化的索结构的受力分析。 4.只受压单元:做接触面及边界部位建立计算模型时使用该单元 5.梁单元：它具有拉压剪弯扭的变形刚度在工程中利用它作等截面或变截面的细长结构骨架受力分析 6.平面应力单元：它只承受平面方向作用力，利用它可以建立在单元内均匀厚度的薄板结构的数学模型。7. 板单元：在工程中可以利用它解决平面张拉.平面压缩.平面剪切及平板沿厚度方向的弯曲剪切等结构问题 8.平面应变单元：利用该单元做坝或隧道等结构受力分析。 9.平面轴对称单元：当结构的形状.材料.荷载条件都对称与某一轴时可采用本单元它只使用于坐结构的线性静定分析。 10.空间单元：利用该单元做实体结构和厚板壳结构受力分析。
3. 单元与节点是什么关系，并谈谈你对节点自由度的理解
节点组成单元，单元由节点组成！有时候一个节点就可以组成一个单元，只有单元才用与最终的计算，但是每个单元都有节点，哪怕是一个单元只有一个节点！
在固体力学中，最多自由度可达6个，三个线位移{u,v,w}和三个角位移{θx,θy,θz}，对应的应力边界条件是线力{Fx,Fy,Fz}和力矩{Mx,My,Mz}，一般结构是以上6这个自由度的子集。例如平面应力应变结构为{u,v}；平板结构为{w,θx,θy}；三维实体结构为{u,v,w}；平面框架结构为{u,v,θz}；三维框架结构为全6个由单元刚度矩阵到结构刚度矩阵单元与单元之间仅通过节点进行作用联系变形协调条件，即在相互连接的公共节点处，各单元的节点位移必须相等。力的平衡条件，即在相互连接的公共节点处，各单元对节点的作用力与作用在该节点的外载荷必须相等。
二、MIDAS\CIVIL操作
1. MIDAS\CIVIL中讲结构类型选为XZ平面是什么意思？写出建立一个XZ平面类型的简支梁的主要操作步骤（不加荷载）
2.什么荷载I况？什么荷载I况组合及荷载I况组合的适用情况？
3.有限元软件考虑预应力荷载有哪两种？MIDAS\CIVIL里面是如何考虑预应力荷载，并写出对一个梁加预应力的主要操作步骤？
4.在MIDAS\CIVIL里面的支座沉降组合分析是原理是什么
三、谈谈你学习MIDAS\CIVIL的学习心得
在桥梁等其他领域，midas的用户是非常普遍的，无论是从前处理，后处理操作上，我认为midas是目前所有软件中一流的，尤其是midas的梁单元建模，其精度是相当高的，但是，如果做局部分析，我想，无论任何一款有限元软件，都不及ansys强了，但是，在整体分析上，midas却是相当有竞争力的一款有限元分析软件、
Midas中虚拟梁的含义
虚拟梁个人理解就是一刚度很小的梁,对结果没什么影响.只是一辅助.
在midas里定义虚拟梁 通过定义材料＆截面.. 材料里 使用用户自定义.在弹性模量里输入一比较小的值.当然个人经验习惯不同 定义也就不同了. 不过只要你所输入的值定义的虚拟梁参与工作对结构影响不大即是虚拟梁了.在MIDAS里定义刚臂是在边界条件>>刚性连接里定义..
虚拟梁的刚度不能过小，以1e-4即可，过小会发生奇异。在模拟车道荷载时，尽量与其他横向梁用铰接联系。
在建筑结构设计中，虚拟梁的作用主要是为了导荷载或者分割板。比如在板跨中有隔墙，需要加线荷载，这就需要在板跨中增加虚拟梁，导线荷载所用。板柱体系中，在轴线处加虚梁，起到分割板作用。
对于虚拟梁：你是用梁单元（直接赋予箱梁截面）/（梁格法）还是板单元去建立这个模型的？ 如果是直接赋予箱梁截面的梁单元建立的模型，一般是用不到虚拟梁的（当然如果你在定义车道时可以用虚拟梁作参考，似乎没这必要）。如果是梁格法建立的模型，必须要有虚拟梁起到横向联系作用（这是很容易理解的，如果没有虚拟横向联系梁，划分的梁格间就没有一点关系了，不是一个完整的箱梁）。如果是板单元建立的模型，一般在定义车道时要用到虚拟梁的。
虚拟梁的设置（截面特性、间距）比较麻烦，也没有一个具体的规律去参考，主要看你的桥型、荷载等，经验重要。对于梁格法的评论也是好坏不一。如果要真正实现空间分析，还是采用其他软件，如ansys等。
将内力图保存到CAD中
MIDAS的图形结果出来后，很多用户关心如果将结果进一步处理，如果能保存到CAD中那就更好了！其实，MIDAS是可以实现这个功能的：
1、在后处理中，查看所需的图形结果，有些单元的结果如果不关心，也可以暂时钝化。请打开数值选项以显示数据。另外，在数值选项中，还可能调节数值的格式及旋转的方向（数据多时，旋转90可能在CAD中能更好地显示）。
2、菜单:文件--生成EMF文件，选择一个文件名。
3、菜单：工具--转换EMF文件为DXF文件。画面出来后，点击add，选中刚才生成的emf文件，然后点convert，系统提示成功生成。
4、在CAD中打开，如果要修改文字的颜色，以2002为例，特性--快速选择--应用到“整个图形”--对象类型“文字”--运算符“全部选择”--确认，就选中所有的文字，再在特性中调节颜色或大小……
2.梁板模拟箱梁问题
腹板用梁单元， 顶底板用板单元，腹板和顶底板间用什么连接，刚性？用这个模型做顶底板验算是否合适？在《铁道标准》杂志的“铁道桥梁设计年会专辑”上有一篇文章，您可以参考一下：
铁四院 康小英 《组合截面计算浅析》
里面讨论组合截面分别用MIDAS施工阶段联合截面与梁+板来实现，最后得出结论是用梁+板的结果是会放大板的内力。可能与您关心的问题有相似的地方。
建议您可以先按您的想法做一个，再验证一下，一定要验证！c
3.midas里面讲质量转换为荷载
是否为“荷载转为质量”？
在线帮助中这么写：
将输入的荷载(作用于整体坐标系(-)Z方向)的垂直分量转换为质量并作为集中质量数据。
该功能主要用于计算地震分析时所需的重力荷载代表值。
直观的理解就是将已输入的荷载，转成质量数据，不必第二次输入。一般用得比较多的是将二期恒载转成质量。
另外，这里要注意的是，自重不能在这里转换，应该在模型--结构类型中转换。
准确来讲，是算自振频率时（特征值分析）时用的，地震计算时需要各振形，所以间接需要输入质量。
一般计算可以不考虑。
但是，新通规D60要求：冲击系数的计算依据是基频，所以，如果可能，还是需要算一下基频的。
4.拱桥的屈曲分析中如何考虑移动荷载
现在做一个下承式拱桥，桥面较宽（近期双向4车道加两个非机动车道，远期为双向6车道），无横向联系，在屈曲分析中怎么考虑移动荷载的影响？
需将活载按最不利的加载位置求出来，再作为静力荷载加入。（幸亏MIDAS有一个移动荷载追踪器的功能，上面有一按钮，可直接将最不利荷载存成文本文件，然后，另存为一个项目，导入这个文本文件就有了新的静力工况了，里面的荷载就是最不利的荷载。值得注意的是：最不利的荷载位置布置后，是没有考虑冲击的。不好意思，纠正一下，可能是我记错了，前二天用6.71版的做了一下，发现保存的文本文件中已经考虑了冲击系数，特此更正！
在采用梁单元模型进行建模的时候，如何模拟横桥向多个支座，来进行抗扭验算。我采用了横向建立节点后，与主梁采用钢接，这样计算的扭矩结果好像同不采用直接计算扭矩的值时一样的，这样好象在PSC设计的时候抗扭计算总是不能通过。横向的支座一般就是按您这样设置的。但是，这主要是对支座反力的影响，对梁本身应该是没什么大的影响的。抗扭通不过可能还得想想其它方面的
5.土的模拟
基底和挡土墙侧向土用受压弹簧模拟，桩周土用一般弹簧模拟，是否是这样，弹簧的弹性系数应怎么取？计算宽度*土层高*地面至土层平均距离*m可不可以用土的压缩系数乘单元面积（与土的接触面积）按弹簧的物理意义填也可以的。就是变形单位长度所需的力。你说的弹簧系数＝计算宽度*土层高*地面至土层平均距离*m，我不甚理解。能给个例子嘛？《桥梁抗震》范立础，同济大学出版社P93
1、在线帮助中关于“方向”和“投影”的说明，我看了，但是一直没弄懂。整体坐标我明白，但是局部坐标是否指的是每个单元的局部坐标，如果单元在整体坐标中是斜向的，就可以用局部坐标，是这样吗？
2、“投影”：“沿与荷载作用方向垂直的梁的投影长度作用”？这句话是什么意思啊？它与“沿梁长方向有什么区别吗？能举个例子说说吗？
3、“车道”和“车道面”的问题：假如我采用的是梁单元，那么是否说我就一定要采用车道，而不能采用车道面呢？
4、我计算运行以后，向查看车道影响线，但是对话框中的车道/选择项里面没有车道/车道面名称，也就无法选择，这是怎么回事啊？1、可以这么理解。
2、是挺难理解的，碰到类似这样的说明时，我们可以做一个小例子来理解：同一模型里二根梁，分别按投影与不投影加载，算一下后，看反力的结果就知道了。原来不投影是按斜长加载的，而投影是按作用方向垂直线所占的长度加载的，举一个例子，一根梁起点是（0，0），终点是（3，4），则梁长为5，如果作用方向为整体坐标系X方向，作用的集度为1KN，则X方向的反力为：选中投影时为4KN，选中不投影时为5KN。
3、是的
4、同3影决定梁单元荷载是沿整个梁长作用还是沿与荷载作用方向垂直的梁的投影长度作用。该功能仅用于荷载类型为'均布荷载'或'梯形荷载'且荷载方向是在'整体坐标系'下时。
是：梁单元荷载沿与荷载作用方向垂直的梁的投影长度作用。
否：梁单元荷载沿整个梁长作用。
三、在图形显示时，弯矩或扭矩显示的是双箭头，按右手法册，大姆指指向双箭头的方向，四个其它手指的方向即弯矩或扭矩的方向。
四、车道是作用在梁单元上的，输出的是影响线；车道是作用在板单元上，输出的是影响面。
五、一般要定义，定义后可以计算与时间相关的作用如徐变，也可以计算体系转换等施工过程
6.讨论一下长期组合和短期组合的MIDAS在做Ａ类构件的抗裂验算时在采用的长期荷载组合中自动屏蔽了其它活载的作用。
，对于抗裂验算，只有A类构件才进行长期效应的计算。
对于其他地方的长期效应组合，我认为应该还是按通用规范上的规定，应该考虑
MIDAS/Civil的主要特点如下：
*提供菜单、表格、文本、导入CAD和部分其他程序文件等灵活多样的建模功能，并尽可能使鼠标在画面上的移动量达到最少，从而使用户的工作效率达到最高。*提供刚构桥、板型桥、箱型暗渠、顶推法桥梁、悬臂法桥梁、移动支架/满堂支架法桥梁、悬索桥、斜拉桥的建模助手。*提供中国、美国、英国、德国、欧洲、日本、韩国等国家的材料和截面数据库，以及混凝土收缩和徐变规范和移动何在规范。 *提供桁架、一般梁/边截面梁、平面应力/平面应变、只受拉/只受压、间隙、钩、索、加劲板轴对称、板（厚板/薄板、面内/面外厚度、正交各向异向）、实体单元（六面体、楔形、四面体）等工程实际时所需的各种有限元模型。 *提供静力分析（线形静力分析、热应力分析）、动力分析（自由振动分析、反应谱分析、时程分析）、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析、动力边界非线形分析、几何非线形分析（P-delta分析、大位移分析）、优化索力、屈曲分析、移动荷载分析（影响线/影响面分析）、支座沉降分析、热传导分析（热传导、热对流、热辐射）、水化热分析（温度应力、管冷）、施工阶段分析、联合截面施工阶段分析等功能。 *在后处理中，可以根据设计规范自动生成荷载组合，也可以添加和修改荷载组合。
*可以输出各种反力、位移、内力和应力的图形、表格和文本。提供静力和动力分析的动画文件；提供移动荷载追踪器的功能，可找出指定单元发生最大内力（位移等）时，移动荷载作用的位置；提供局部方向内力的合力功能，可将板单元或实体单元上任意位置的接点力组合成内力。
*可在进行结构分析后对多种形式的梁、柱截面进行设计和验算。
交通规划 ITS等只考《交通工程学》 道铁只考《道勘》 载运只考《运输组织学》
