载荷合并

激活命令：“结果”环境中的“结果选项” “其他” “工具”“合并载荷工况”。

使用“合并载荷工况”对话框添加来自多个模型（或来自单个模型中的多个载荷工况）的结果以创建一组新结果。除了从现有结果创建新载荷工况这种显而易见的做法之外，通常可以更轻松、更快速地运行单独的分析，然后合并结果以获得新的组合，而不是在一次运行中放入所有组合。被合并的结果有位移、反作用力和应力，前提是所有要合并的模型/载荷工况均包含这些结果。例如，线性静态应力和模态分析均包含位移结果，因此合并的结果将包含位移（即使这些位移在每个模型中表示不同的内容）。但是，由于模态分析不含应力或反作用力，因此合并的结果将不含应力或反作用力。

在合并结果的过程中，可以指定以下选项：

• 要使用的模型
• 要使用的分析模型的载荷工况
• 要应用于每个分析载荷工况的比例因子（乘子）
• 使用分析载荷工况的绝对值
• 创建分析载荷工况的 SRSS（平方和平方根）

例如，设想设计采用以下十个集合（载荷工况）：

• X 方向的重力 + 节点力
• X 方向的重力 + 压力
• X 方向的重力 - 压力
• X 方向的重力 + 节点力 + 压力
• X 方向的重力 + 节点力 - 压力
• Y 方向的重力 + 节点力
• Y 方向的重力 + 压力
• Y 方向的重力 - 压力
• Y 方向的重力 + 节点力 + 压力
• Y 方向的重力 + 节点力 - 压力

也许压力表示风力，因此需要在正方向和负方向对其进行分析，节点力为实时载荷。由于重力、节点力和压力在上面的载荷工况中重复，因此可以分析以下模型和载荷工况：

模型	载荷工况	应用的载荷
Design_X	1 2 3	X 方向的重力 节点力 压力
Design_Y	1	Y 方向的重力

并进行如下合并：

应用的载荷	新载荷工况	要合并的模型（比例因子 * 模型载荷工况）
X 方向的重力 + 节点力	1	(1)*(Design_X LC 1) + (1)*(Design_X LC 2)
X 方向的重力 + 压力	2	(1)*(Design_X LC 1) + (1)*(Design_X LC 3)
X 方向的重力 - 压力	3	(1)*(Design_X LC 1) + (-1)*(Design_X LC 3)
X 方向的重力 + 节点力 + 压力	4	(1)*(Design_X LC 1) + (1)*(Design_X LC 2) + (1)*(Design_X LC 3)
X 方向的重力 + 节点力 - 压力	5	(1)*(Design_X LC 1) + (1)*(Design_X LC 2) + (-1)*(Design_X LC 3)
Y 方向的重力 + 节点力	6	(1)*(Design_Y LC 1) + (1)*(Design_X LC 2)
Y 方向的重力 + 压力	7	(1)*(Design_Y LC 1) + (1)*(Design_X LC 3)
Y 方向的重力 - 压力	8	(1)*(Design_Y LC 1) + (-1)*(Design_X LC 3)
Y 方向的重力 + 节点力 + 压力	9	(1)*(Design_Y LC 1) + (1)*(Design_X LC 2) + (1)*(Design_X LC 3)
Y 方向的重力 + 节点力 - 压力	10	(1)*(Design_Y LC 1) + (1)*(Design_X LC 2) + (-1)*(Design_X LC 3)

与设置共有十个载荷工况的两个模型相比，设置共有 4 个载荷工况的两个模型或设计工况并使用“载荷组合”需要的工作更少。同样，在两个模型中创建基础结果后，可以合并这些结果并对其进行快速缩放，而不需要重新运行模型的分析。

上表的最后一列中的输入内容为输入到“合并荷载工况”对话框的信息。

注：

• 要合并的模型的几何体必须相同。所有模型中的节点编号、部件编号和单元编号必须匹配。此外，所有模型中的边界条件和材料属性应匹配，以实现有效组合，但是有些情况可能不需要这样。
• 载荷组合采用叠加原理，其可以单独计算不同载荷产生的结果（应力、位移等）并用代数方法相加。对于某些分析类型或载荷工况（例如来自振动分析的结果），相加的结果只有幅值没有方向，此时该方法不适用。用于生成结果的 SRSS（平方和平方根）过程丢失了结果的正负号。建议谨慎合并此类结果。

一般步骤

合并来自多个模型的结果所需的基本步骤如下：

1. 分析所有模型。
2. 查看其中一个模型的结果时，请使用“结果选项” “其他” “工具”“合并荷载工况”。
3. 指定要创建的模型名称以及包含组合结果的文件。（请参见“指定新结果文件”：如下）。输入的名称还用于创建同名文件夹，模型将放置在新文件夹中。
4. 指定要合并的现有结果及其乘子。（请参见“指定要合并的模型”：如下）。
5. 如果组合模型将具有多个载荷工况，则添加新载荷工况。（请参见“指定新载荷工况”：如下）。
6. 为每个载荷工况重复步骤 4。
7. 通过单击“合并载荷工况”按钮运行载荷合并实用程序。（请参见“创建组合结果”：如下）。
8. 使用 “打开”打开新创建的结果。（请参见“查看组合结果”：如下）。

指定新的结果文件

新模型的路径和文件名以及组合结果将显示在标有“包含合并载荷工况的文件的路径和名称”的输入字段中。若要指定名称，请单击此字段右侧的省略号按钮 ()，随即将出现标准的“另存为”对话框。例如，单击 按钮，导航到文件夹，然后输入名称 my_combined_results。请注意，文件将放置在与文件同名的子文件夹中 (...path...\my_combined_results\my_combined_results.fem。如果不存在此子文件夹，则系统将自动创建。

指定新荷载工况

由于新结果可以包含多个载荷工况，因此“新载荷工况定义”部分的左半侧将用于创建和显示新载荷工况。“组合模型中的载荷工况”下拉列表用于设定要在“新载荷工况组成”电子表格中显示的新载荷工况。新载荷工况将通过单击“添加新载荷工况”按钮添加到新结果中。在上一示例中，单击“添加新载荷工况”按钮 9 次来获得所需的 10 个载荷工况。需要在添加新载荷工况之前填写“新载荷工况组成”电子表格。

图 1：要创建的载荷工况（接图 2）

使用“移除新载荷工况”按钮可移除当前显示的新荷载工况。

用于合并的选项

有许多选项可用于合并结果，例如对话框左半侧的这些复选框。这些选项和作用如下：

• “直接 SRSS 组合”选项用于对“新载荷工况组成”电子表格中指定的分析载荷工况执行平方和平方根 (SRSS) 操作。组合结果中的每个结果分量可如下进行计算：

  其中

  • R 是二进制结果文件中的任意结果（位移、转动、主应力）。
  • R1 是在电子表格第 1 行中指定的分析载荷工况的结果分量；R2 是在电子表格第 2 行中指定的分析载荷工况的结果分量，依此类推直到第 N 行。
  • Rsrss 是平方和平方根结果并被写入新模型。

  使用此选项时，每个分析载荷工况的乘子必须为 1 才能执行合并。

  为电子表格中显示的每个分析载荷工况计算次要结果（主应力和通过主应力计算得出的其他应力），然后使用上述公式进行合并。

  如果为组合模型指定了多个输出载荷工况，则选项“直接 SRSS 组合”将不可用。

  提示：

  • “直接 SRSS 组合”方法可用于满足美国核管理委员会制定的监管指南 1.92“合并模态响应和地震响应分析中的空间构件”（第 2 修订版，2006 年 7 月）中所述的缩减质量法。对于此要求，
    • 请从响应谱或 DDAM 分析中选择生成的载荷工况。
    • 选择静态应力结果。
  • 在此情况下，组合相当于 NRC 监管指南中的 R_I = [R_rI² + R_pI²]^0.5。
• “使用绝对值”选项可以获取电子表格中显示的分析载荷工况的绝对值，乘以乘子，然后相加所有项。该选项可用于在相加具有不同符号的项时提供更保守的结果。
  注意：

  • “载荷合并实用程序”将提取二进制结果文件中的结果，并根据乘子对其进行缩放，然后相加所有结果。因此，某些组合次要结果（基于其他值的结果）可能不符合根据组合主要结果手动计算的结果。可以在“结果”环境进一步操纵组合结果以显示所选结果（例如 Von Mises 应力）。
  • 在激活“使用绝对值”复选框时，对绝对值求和并通过“结果”环境进一步处理可能导致意外结果。在激活“使用绝对值”选项时，请小心解释结果以确保提供的结果有意义。
  • 例如，梁单元中的轴应力（结果：应力：梁和桁架：轴应力）是计算结果；它不是直接从二进制文件中读取的结果。因此，如果用于计算轴向力的其他结果现在始终为正，则轴应力的计算可能不正确。
• “使用 SRSS 组合模式”选项用于对“新载荷工况组成”电子表格中指定的分析载荷工况执行平方和平发根 (SRSS) 操作。组合结果中的每个结果分量可如下进行计算：

  其中

  • R 是二进制结果文件中的任意位移结果（位移、转动）
  • R1 是在电子表格第 1 行中指定的分析载荷工况的结果分量；R2 是在电子表格第 2 行中指定的分析载荷工况的结果分量，依此类推直到第 N 行。将在每个 R 乘以“乘子”值后进行平方。
  • Rsrss 是平方和平方根结果并被写入新模型。

  合并位移后，将执行应力计算实用程序 (mknso.exe)。所有应力结果均根据单元刚度和组合位移计算。

  注意： 通过位移的组合 SRSS 计算应力这一方法可能导致某些模型的结果不精确。

  如果为组合模型指定了多个输出载荷工况，则选项“使用 SRSS 组合模式”将不可用。

• 如果未选中以上任何选项，则二进制文件中的所有结果（位移、转动、应力）将乘以乘子，然后相加（线性组合）。这是叠加的定义

指定要合并的模型

“新载荷工况定义”部分的右半侧用于指示要组合的之前分析的模型，要使用的模型中的载荷工况以及每个载荷工况使用的乘子。使用“添加行”和“删除行”按钮可添加或删除电子表格的行，以指定要合并的其他模型结果。

图 2：要合并的模型（接图 1）

单击电子表格的“结果文件名”或“载荷工况”单元格后，将出现一个新对话框窗口。使用新对话框中的“选择结果文件”按钮可指示要在组合中使用的结果文件。请确保根据要选择的结果类型设定“文件类型:”下拉箭头。（此外，请记住结果位于模型的 ds_data 文件夹下的“设计工况”文件夹中。）选择文件后，请使用新对话框窗口中的“文件中的现有载荷工况”下拉菜单指示要使用的分析模型中的载荷工况。单击“确定”按钮以将信息填入电子表格。

注： 对于某些分析类型（例如频率响应），显示在“结果”环境中的载荷工况编号与结果文件中的载荷工况编号不同。对于频率响应，结果文件包含载荷工况 1 到 n，而“结果”环境显示了相内分量和相外分量的载荷工况 1 到 i（字母 i）以及结果。（在此示例中 n = i + i + 1）

单击电子表格的“乘子”列输入所选载荷工况的乘子。乘子值可以是任何值：正值、负值、整数或分数。

创建组合结果

要执行计算并创建电子表格中指定的组合，请单击“合并载荷工况”按钮。将出现一个进度对话框窗口；请单击“合并”按钮开始实际处理。完成后，单击“日志”选项卡查看来自处理器的反馈。单击“确定”按钮关闭进度窗口，然后单击“合并载荷工况”对话框中的“完成”按钮将其关闭。

注： “完成”按钮不会保存在对话框窗口中输入的内容。因此，请使用“保存设置”按钮保存输入到模型的内容。但是，使用“合并载荷工况”按钮计算结果后将保存输入。

查看组合结果

在创建新载荷组合后，请使用 “打开”按钮打开新模型，然后查看结果。确保在“打开”对话框中将“文件类型”设置为“Autodesk Simulation 结果 (*.fem)”。（“载荷合并实用程序”仅创建结果文件，而不会创建 FEA 模型文件。）有关要使用“打开”对话框选择的模型位置的信息，请参见以下提示。

在打开默认的 Autodesk Simulation FEA 模型 (*.fem) 文件后，一个空模型将出现在 FEA 编辑器环境中：不含几何体和部件信息。在此情况下，切换到“结果”环境查看组合结果。

组合结果模型的文件和文件夹结构如下所示：

root folder name				用户为新结果文件指定的文件夹。这是保存组合模型的位置。
	combined.clc			包含输入内容的“合并载荷工况”文件 (.CLC)。在此示例中，用户将名称指定为 combined。
	combined			载荷组合软件创建的包含组合模型结果的文件夹。
		combined.fem		Autodesk Simulation 结果 (*.fem) 文件。这是要打开的文件。
		combined_model.ds_data		软件创建的用于保存每个设计工况数据的文件夹。
		1		设计工况编号 1 的文件夹。用户通常不需要在文件夹中访问组合模型的任何数据。
			ds.asd ds.do3 ds.lg3 ds.ns3	包含设计工况 1 结果的文件。
			ds.mod	设计工况 1 的 .MOD 文件夹。

当使用“直接 SRSS 组合”选项或“使用 SRSS 组合模式”时，组合结果文件将具有以下特征：

1. 分析类型将为“响应谱”。
2. 结果将包含来自所有分析载荷工况的结果和 SRSS 结果。使用“结果”环境中的“结果选项” “具体分析” “结果”可切换显示的结果。