Flac3D(工程三维分析软件)

　　Flac3D是一款功能强大的工程三维分析软件，软件为用户提供丰富的建模与分析工具，用户可以通过数值分析、岩土工程分析等功能来解决各类复杂的机械与岩土问题，而且其兼容大部分的CAD文件，用户可以直接导入CAD模型进行分析，另外，在6.0版本中更新了FLAC3D网格导入构建块、分割块以生成更多表面等多种新的功能，为用户带来更好的体验，这里为您分享的是本，能够让您免费激活使用，有需要的用户赶紧下载吧！

软件功能

　　FLAC3D提供了广泛的功能来解决机械中的复杂问题，特别是在地质力学中。与FLAC一样，FLAC3D体现了地质材料力学响应的特殊数值表示。该程序有十五个基本的内置材料模型：“零”模型;三种弹性模型（各向同性，横向各向同性和正交各向异性弹性）;和11个塑性模型（Drucker-Prager，Mohr-Coulomb，应变硬化/软化，普遍接合，双线性应变硬化/软化无处不在的接头，双屈服，改良凸轮粘土，帽屈服，弹性塑料（双曲线）类型）土壤，Hoek-Brown和改良的Hoek-Brown）。这些模型在“组成模型”一节中有详细描述。 FLAC3D网格中的每个区域可以具有不同的材料模型或属性，并且可以指定任何属性的连续梯度或统计分布。

　　另外，接口（或滑动平面）模型可用于表示网格的两个或更多部分之间的不同接口。界面是允许滑动和/或分离的平面，从而模拟故障，关节或摩擦边界的存在。接口模型在接口部分中描述。

　　与周围岩石或土壤相互作用的结构，如隧道衬砌，桩，板桩，电缆，岩石锚或土工织物，可以用FLAC3D中的结构元素逻辑建模。既可以检查支撑的挖掘的稳定效果，也可以研究土壤或岩石不稳定性对表面结构的影响。以下描述的不同类型的结构元素未链接sel。

　　对于使用兼容材料模型的任何FLAC3D模型，可以自动计算安全系数。该计算基于“强度降低技术”，其在改变强度属性的同时执行一系列模拟以确定存在不稳定状态的条件。找到了与不稳定点相对应的安全系数，并且关键故障表面位于模型中。安全系数算法在安全系数部分中描述。

　　FLAC3D还包含强大的内置编程语言FISH，使用户能够定义新的变量和函数。 FISH为希望定制分析以满足其特定需求的用户提供了独特的功能。例如，FISH允许以下内容：

　　网格中用户指定的属性变化（例如，模数随深度的非线性增加）;

　　绘制和打印用户定义的变量（即定制设计的图）;

　　特殊电网发电机的实施;

　　伺服控制数值试验;

　　不寻常边界条件的规范;

　　时间和空间的变化;

　　参数研究的自动化。

　　FISH的介绍在教程：使用FISH中给出。有关FISH语言的详细参考，请参阅FISH脚本参考一节。

　　FLAC3D包含广泛的图形工具，用于生成几乎任何问题变量的图。在高分辨率视频模式中提供三维图形渲染。绘图功能包括隐藏曲面图，曲面轮廓图和矢量图。绘制的变量可以在模型的任意横截面平面的前面，后面或上面查看。绘图（视图窗格）中描述了用于模型可视化的交互式工具。 [CS：以后可能能够恢复：等效命令记录在......]

　　可选功能

　　四个可选功能（用于动态分析，热分析，建模蠕变材料行为和C ++插件）作为单独的模块提供，可以包含在FLAC3D中，每个模块需要额外的成本。

　　可以使用可选的动态计算模块使用FLAC执行动态分析。用户指定的加速度，速度或应力波可以直接输入到模型中，作为外部边界条件或模型的内部激励。 FLAC3D包含吸收和自由场边界条件，以模拟模型周围的无限弹性介质的影响。动态计算可以与地下水流模型相结合;在物理过程和相互作用建模中讨论了耦合水平，包括动态孔隙压力产生（液化）。动态分析中描述了动态分析功能。

　　FLAC3D中有一个热分析选项作为特殊模块。该模型模拟材料中的瞬态热通量以及随后的热致应力的发展。热模型可以独立运行，也可以与静态或动态的机械应力计算或孔隙压力计算相结合。 （耦合相互作用在建模物理过程和相互作用中描述。）

软件特色

　　使用几何曲面（从CAD或其他方式导入）作为背景数据。

　　捕捉指向几何表面，边和节点。

　　在弯曲的几何表面上覆盖选定的面和边缘控制点。

　　轻松选择节点，边，面和块。

　　所选对象的任意变换，包括平移，旋转和缩放。

　　区域离散化和分布的每边控制。

　　区域数量和分布的自动传播以保持连通性。

　　每块区域倍增器，跨边界生成自动连接条件。

　　可暂时隐藏块以进行可视化。

　　可以分割块以生成更多表面以进行操纵。

　　可以在集合内部和集合之间复制和粘贴块。

　　预定义形状和配置库，既可以作为起点，也可以剪切并粘贴到模型中。

　　基于区域总数或区域边缘大小的自动区域大小规范。

　　挤出机可以将其描述发送到Building Blocks，以便对主要2D布局进行3D修改。

　　给定起始闭合几何体积，可以自动生成初始构建块表示。

　　可以从FLAC3D网格导入构建块，允许由第三方程序（或Griddle）自动创建原始体积分解，然后以交互方式自定义和详细。

安装方法

　　1、下载并解压软件，双击安装程序进入如下的Flac3D安装向导界面，点击【next】。

　　2、阅读最终用户许可协议，勾选【I accept the terms in the License Agreement】的选选项，再点击【next】。

　　3、设置安装文件夹，用户可以选择默认的C: \Program Files\Itasca Flac3d600\，也可以自定义安装。

　　4、准备安装，点击【install】按钮即可开始进行安装。

　　5、正在进行安装，用户等到安装完成。

　　6、安装完成后，点击【finish】按钮结束安装。

　　7、打开补丁文件夹，将补丁文件flac3d600_64.dll复制到安装目录下的exe64文件夹，默认目录为C:\Program Files\Itasca\Flac3d600\exe64即可完成。

使用说明

　　导入网格

　　除了导入FLAC3D网格文件外，FLAC3D现在还可以直接导入ANSYS和ABAQUS格式的网格文件。这允许使用任何数量的第三方网格生成程序，这些程序可以以其中一种格式导出其结果。

　　过去，使用oct-tree策略和密集化创建的网格中的故障创建接口一直很困难且耗时。已更新区域分离的面对面命令，以允许部分连接的表面的清洁分离。此外，区域附加by-face命令已得到改进，可以更可靠地连接生成的网格。最后，添加了区域验证命令，以帮助检测和可视化仍未正确连接的区域。

　　交互式建模

　　创建了一个新的交互式模型操作窗格，称为模型窗格。这允许您以交互方式查看，选择，命名和应用区域和区域面的操作。随着我们继续研究FLAC3D，将创建越来越多的交互式工具来支持更多的模型创建阶段。

　　以这种方式完成的对模型状态的每次更改都作为命令发出并存储在状态记录中，该状态记录可用于创建数据文件，以便以后交互式重新创建或参数化基础版本。

　　FLAC3D中的结构元素逻辑特别受益于命令语法的改进;它现在使用与其余代码相同的约定和关键字。此外，还添加了许多选项，以便更轻松地创建结构支撑。这些包括：

　　现在可以通过简单的命令完成正确的电缆预张紧，而不是要求FISH。

　　能够从几何和CAD数据创建1D（电缆，桩，梁）和2D（壳，衬垫，土工格栅）。例如，请参阅structure cable import命令。

　　能够在一次操作中分离内部区域表面并在它们之间安装衬垫。请参阅结构衬垫create by-face命令。

　　能够自动连接创建到线性节点的电缆。请参阅structure cable create命令。

　　模型窗格功能可用于轻松选择复杂的曲面，在其上放置结构钢筋。

　　新的本构模型

　　除了对现有本构模型的行为和响应进行持续改进之外，FLAC3D 6.0还提供了以下新模型：

　　塑料硬化用于模拟土壤。

　　膨胀用于润湿引起的变形。

　　无处不在 - 各向异性，结合各向异性弹性和弱关节失效。

　　Mohr-Coulomb-Tension在张力下产生“虚拟”裂缝，可以在动态载荷下打开和关闭以获得更逼真的拉伸行为。

　　用于模拟土壤的Cap-Yield。

　　Power-Mohr-Ubiquitous结合了Mohr-Coulomb故障，无处不在的关节和幂律蠕变。

　　此外，通过C ++ User-Defined-Models创建自己的构成行为的能力比以往更容易，提供Visual Studio模板可以帮助您入门。与往常一样，所有内置本构模型的源代码都用于验证实现行为，并作为用户修改和扩展的基础。

　　命令和脚本

　　FLAC3D的命令语法已更新，以保持一致性和清晰度。所有命令都试图符合NOUN - VERB - OPTION - MODIFIERS - RANGE的标准模式。命令具有使用新的带连字符的语法的关键字，该语法允许记录和列出完整命令以便于理解，但仍然允许那些不想键入整个单词的人的缩写。已经注意确保在整个代码中对相同的概念一致地使用相同的关键字，使得将从一个代码区域获得的知识传递到另一个区域变得更加容易。

　　还实施了新的FISH内在命名约定。这大大提高了函数名称的清晰度，并允许编辑器在您键入时自动突出显示正确和不正确的内部名称。

　　为了帮助用户使用数据文件和FISH，他们希望能够使用，FLAC3D 6.0编辑器中内置了一个转换实用程序。这使用启发式方法来猜测数据文件是否使用旧的5.0语法，并自动提示用户是否希望将其转换为6.0语法。也可以手动激活此转换。

　　FISH中还添加了许多新类型，包括布尔值，张量，矩阵和关联数组或映射。现在，通过从Visual Studio模板创建项目，使用插件选项创建自定义C ++ FISH内在函数也变得更加容易。

　　FLAC3D还增加了一个功能更强大的新内置编辑器。现在提供诸如行号，代码折叠，改进的搜索和改进的语法突出显示等功能。

　　PFC模块可用

　　Itasca正在向一个通用平台发展，其所有软件方法都作为单独的代码（FLAC3D，PFC等）出售 - 在运行时加载到一个通用系统中。从FLAC3D 6.0开始，可以在运行时将兼容版本的PFC直接加载到FLAC3D中，从而允许球与区域或结构元素之间的直接耦合。初步的直接耦合支持已经内置。

　　屏幕帮助

　　整个文档集现在可以在帮助文件中显示在屏幕上。这允许用户快速搜索和浏览内容，查看和复制示例，并使其他集成的帮助工具成为可能。

　　内联帮助

　　通过按Ctrl +空格键，将激活一个新的内联帮助工具，它会提醒您可用的选项并帮助您以交互方式构建命令。

　　在数据文件或命令提示符下工作时，为了获得即时帮助，按F1将打开FLAC3D帮助，以获取光标位置处命令或关键字的完整文档。

　　进一步的补充和更新

　　这远不是完整的添加和改进列表。上面没有描述的一些内容包括：

　　更快的初始条件

　　添加了区域初始化应力命令，该命令自动计算由于重力引起的垂直应力的初始近似值，即使是不规则的几何形状和不同的密度。水平应力也可以初始化为垂直比。其他选项可供选择。

　　更新保存/恢复系统

　　保存文件（虽然与5.0不兼容）现在使用的新格式应该允许向后兼容FLAC3D的未来版本。

　　自动区域挖掘松弛

　　区域松弛命令已添加到自动“zonk”挖掘中，并保持虚假的惯性效应不会增加所见的损坏。随着时间的推移，区域的影响逐渐减小，使用乘数从1.0减少到0.0。松弛曲线的精确形状可由用户控制，但默认为基于当前机械力比的伺服。当缩减系数达到0.0时，区域将自动设置为NULL并删除应用条件。

　　更快的动态模拟

　　当模型中存在较大的尺寸或刚度差异时，动态多步进选项已得到很大改进。根据型号，这可以导致更快的动态模拟。

　　动态输入向导MOO我找不到这个应该已经在FLAC 8 CS？

　　该工具预处理输入信号并输出可导入用于动态分析的表格。它可以使用各种方法进行频率过滤和基线校正，并导出结果数据。

　　更新了APPLY逻辑

　　应用边界条件现在可以使用局部（每个网格点，面或区域）FISH乘数。现在，当在网格点上放置多个约束时，本地系统会自动解析。在非笛卡尔对齐曲面上应用法向速度条件时，不再需要手动指定平面。

　　Westergaard流体动力学近似

　　动态模拟中流体边界的Westergaard近似已作为应用边界条件直接构建到FLAC3D中。

　　结果文件

　　FLAC3D现在可以导出结果文件;查看模型结果命令。比保存文件小得多，这些文件仅用于后期处理和分析。用户可以完全控制模型的哪些方面。它们（和保存文件）也可以与生成电影帧结合使用.MOO无法找到它。 JF？向导自动生成模型的电影帧。

　　可视化

　　绘图项界面已得到改进，添加了拖放和剪切/粘贴支持。

　　区域图项已经过优化和多线程，因此它们应该更快地生成和响应。

　　现在可以命名并保存绘图视图（摄像机设置），以便以后恢复和参考。

　　绘图项的所有属性都已简化，因此任何时候都只显示有效选项。

　　与绘图关联的命令语法也已更新;绘图项控制开关关键字已被修改为在布局和结构上与交互式看到的属性相似。

　　绘图窗口中的导出数据文件选项已得到改进，并且更加可靠。生成的数据文件现在已格式化以便于阅读，可以编辑自定义脚本。

　　FLAC3D程序布局

　　作为介绍，请参阅以下屏幕图像。列举了FLAC3D接口的基本设计方面。掌握这些基本元素将有助于理解FLAC3D界面中提供的所有材料。

　　FLAC3D的界面基本上以工作空间的交互为中心，称为“窗格”（上图中的P），以及控制面板（上图中的C）和工具栏（上图中的T）提供的工具他们。

　　P - 窗格。 FLAC3D具有基于窗格的设计。窗格是一个带有标题栏和控件的窗口，用于处理它。 FLAC3D中有多种窗格类型。每种窗格类型都提供不同的功能（因此具有不同的类型）。在上图中，“项目”窗格（在左侧，用于项目/文件管理），“模型”窗格（中心顶部，用于模型对象选择和分组，黑色蓝色标题栏表示它是活动窗格）和控制台窗格（中间底部，用于发出命令）是可见的。

　　任何和混合类型的窗格可以堆叠在彼此之上，在这种情况下它们显示为标签集。它们可以浮动和停靠，这意味着程序中窗格的布置是完全灵活的。

　　C和T - 控制面板（C）和工具栏（T）。控制面板提供特定于当前活动窗格的功能的盒装工具集（称为“控件集”）。它可能是隐藏的，但是当显示/可见时，它总是呈现在程序窗口的右侧。标有“T”的项目是工具栏。工具栏与控制面板一样，是当前活动窗格的上下文。出现在其上的工具用于该窗格，并在选择不同窗格类型时更改。

　　M - 主菜单。与“控制面板”和工具栏不同，主菜单提供固定选项，而不管当前活动的窗格类型如何。这些主要关注文件管理操作，编辑和窗格管理，以及提供用户支持的“帮助”菜单。

　　建模程序

　　该模型如图1所示，利用了半对称性。大小宽20米，深10米。请注意，模型的宽度不一定足够大，无法准确表示广泛的土层;该模型仅用于说明目的。机械边界条件对应于分析平面两侧的滚子边界（y方向），沿对称线的滚子边界和模型的远边界（x方向），以及x-中的固定位移，模型基础上的y-和z-方向。粘土的最大体积模量（体积最大值）设定为5×106Pa，该值约为粘土层底部的实际体积模量（体积）的初始值的两倍。

　　模拟的第一阶段对应于系统的短时响应，其中假定不发生流动。指定模型流体活动关闭。通过在模型顶部边界的4米部分上逐渐施加50kPa的压力来模拟路堤的加载（以再现比例加载条件）。一旦达到满载，模型就循环到平衡状态。在此阶段，孔隙压力由于体积变形而发展，但不会消散。

　　在第二阶段，通过发出激活的命令模型流体，允许流体流动。然后水通过模型的顶部排出，其中孔隙压力固定为零，并且在路堤下进行额外的沉降。用于执行耦合模拟的模型求解流体时间 - 总命令需要确定解决方案准确性的参数。如果使用不同的属性或模型条件，则可能需要调整这些参数。有关这些主题的讨论，请参阅耦合流量和机械计算。在计算过程中监测应力，孔隙压力和垂直位移。此问题的数据文件列在本页末尾。

　　结果和讨论

　　位移矢量，垂直位移轮廓和不排水和排水数值模拟结束时的孔隙压力分布如图，垂直位移历史记录在四个监测点，表明最大沉降量由于排水，路堤下面从大约0.14米增加到0.19米。注意，图3中的位移矢量和图5中的垂直位移轮廓对应于组合的不排水和排水位移。

　　两个监测点处的孔隙压力演变图表证实，在排水模拟结束时已达到稳态流动。

　　建模程序

　　假设穿过隧道中心的垂直对称平面，并且仅对隧道的一半进行建模。模型中表示了50米长的隧道;隧道地板位于地面以下39.5米处。坐标轴系统定义为隧道底板的原点; z轴指向上方，y轴指向隧道轴。 FLAC3D网格如图2所示。该模型包含大约15,000个区域;沿隧道轴线设有50个区域。

　　隧道在弱岩石中建造，模拟为Mohr-Coulomb材料，内聚力为50 kPa，摩擦角为20 。材料的质量密度为2200kg / m3。

　　初始应力状态对应于重力加载，垂直和水平应力之间具有以下关系：σ'zz=σ'xx=2.0σ'yy。

　　预支撑混凝土和喷射混凝土采用壳体结构构件建模，而混凝土隧道衬砌采用区域建模（混凝土衬砌的厚度与隧道半径相比较大），这些区域具有代表衬砌材料的属性。 FLAC3D区域为厚衬垫的弯曲提供了合理的近似，因为每个区域由两个五个四面体子区域的叠加组成。图3显示了代表预支撑混凝土和喷射混凝土的壳体结构元素（挖掘30米隧道后）。混凝土衬里如图。