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Dipl.-Ing. Thomas Günthel

2022-10-18

C# 中用于形成水袋的网络服务工具

RFEM 6、RSTAB 9 和 RSECTION 的 API 是基于网络服务的概念。为了更好地介绍该主题，在下面的文章中将进一步使用C#示例进行说明。

该示例显示的是梁上的水荷载的计算，水荷载随着梁的挠度而增加。为了更加灵活，用户应该能够选择梁。此外，作用在屋面上的附加荷载，无论水荷载如何，都适用于同一荷载工况，不应该进行修改。已知/应用以下边界条件：

未变形结构体系上方的水位
面荷载的杆件受压区宽度
应用荷载的荷载工况编号
每米水位的水面荷载 (10000 N/m³)
用于识别面荷载的标识符

因此程序中定义了以下变量：

code.sharp#

double h_water = 0.1;//未变形结构上的水高[m]
w_ref = 2;//面荷载的参考宽度 [m]
int load_case_no = 1;//应用荷载的荷载工况编号
string water_accu_comment = "积水";//标识字符串
double std_magnitude = 10000;//单位水位的面荷载[N/m^3]

/代码#

该计划必须包括以下内容：

筛选出所选杆件
删除以前运行的水荷载
创建新荷载
开始计算
计算挠度
返回第 3 步，创建新的变形荷载
重复迭代，直到达到极限值

除了这些功能外，还需要与程序和模型的接口、各种 ry-catch 块以及其他标准组件，这里不再一一列举。这些功能都包含在源代码中，源代码可以在本文下方下载。

1. 筛选出所选杆件

首先，我们使用 get_all_selected_objects 函数获取所有选定对象的信息。接收到的数组包含 object_location 类型的元素，例如可以是类型、编号和高阶的“父”对象编号。在下面的循环中，提取类型为 E_OBJECT_TYPE_MEMBER 的所有对象（即所有杆件编号）的编号并保存在数组 mem_noes_sel 中。

code.csharp#

//得到选择的对象
object_location[] obj_locs = model.get_all_selected_objects();

//提取杆件
int[] mem_noes_sel = new int[0];
foreach（obj_locs中的object_location obj_loc）
{
if(obj_loc.type == object_types.E_OBJECT_TYPE_MEMBER)
{
Array.Resize(ref mem_noes_sel, mem_noes_sel.Length + 1);
mem_noes_sel[mem_noes_sel.Length-1] = obj_loc.no;
}
}

/代码#

2.删除以前运行的水荷载

通过杆件编号，现在可以从所有杆件荷载中筛选出关联的杆件荷载。该编号在杆件荷载编号上设置了一个循环。在该循环中，我们将获取杆件荷载的数据，检查杆件编号是否与选择的杆件编号一致，如果匹配，则删除相应的杆件荷载：

C# 计算水荷载的工具 - 使用注释过滤荷载

code.csharp#

//删除所有精确水荷载
//得到所有杆件荷载编号
int[] mem_load_noes = model.get_all_object_numbers(object_types.E_OBJECT_TYPE_MEMBER_LOAD, load_case_no);

//循环计算荷载工况的所有杆件荷载
foreach(int mem_load_no in mem_load_noes)
{
//获取杆件荷载
member_load mem_load = model.get_member_load(mem_load_no, load_case_no);

if(mem_load.comment == water_accu_comment)
{
//循环计算杆件荷载的杆件
for(int i= 0; i < mem_load.members.Length; i+ +)
{
//循环计算杆件荷载的杆件
for (int j = 0; j < mem_noes_sel.Length; j++)
{
if(mem_load.members[i] == mem_noes_sel[j])
{
//删除杆件荷载
model.delete_object(object_types.E_OBJECT_TYPE_MEMBER_LOAD, mem_load_no, load_case_no);
}
}
}

}

/代码#

为了不覆盖其他杆件荷载，在下一步中将读取上次使用的杆件荷载编号：

code.csharp#

//获取最后一个荷载编号
int no_offset = model.get_nth_object_number(object_types.E_OBJECT_TYPE_MEMBER_LOAD,0, load_case_no) + 1;

/代码#

现在下一步是创建新的杆件荷载，这已经是 do-while 迭代循环的一部分。该循环的原理如下：

code.csharp#

do
{
//重置增量变形
delta_def = 0;

//施加荷载
model.begin_modification("荷载");

//为每根杆件创建杆件荷载

...

model.finish_modification();
...

//计算荷载工况
...

//得到杆件末端变形
...

//检查准则
while (delta_def > 0.0001);

/代码#

为了停止迭代循环，选择了在结果筛选时确定的变形的变化。如果所有变形与上一次计算的变形的偏差小于 0.0001 m（即 0.1 mm），则循环停止。

3.新建荷载

荷载类型选择为沿全局z方向作用的梯形荷载，杆件的始端和末端可以有不同的值。请注意，对于所有要传递的参数，相关“指定”变量必须设为“真”。这是为了不传输一个等级的所有参数，并使传输的数据量保持在较低水平。荷载 s 的值是根据初始高度 h_water (在给定的情况下)和这个位置上的节点附加变形计算得出的。将单位[m]的高度与单位[N/m³ ]的std_magnitude相乘，再乘以单位[m]的线荷载，得出单位[N/m]的线荷载：

code.csharp#

//为每根杆件创建杆件荷载
for (int i = 0; i < mem_noes_sel.Length; ++i)
{
member_load mem_load = new member_load();
mem_load.no = no_offset + i;
mem_load.comment = water_accu_comment;
mem_load.members = new int[] { mem_noes_sel[i] };

mem_load.distance_a_is_defined_as_relative = true；
mem_load.distance_a_is_defined_as_relativeSpecified = true;
mem_load.distance_a_relative = 0.0;
mem_load.distance_a_relativeSpecified = true；

mem_load.distance_b_is_defined_as_relative = true；
mem_load.distance_b_is_defined_as_relativeSpecified = true;
mem_load.distance_b_relative = 1.0;
mem_load.distance_b_relativeSpecified = true；

mem_load.load_direction = member_load_load_direction.LOAD_DIRECTION_GLOBAL_Z_OR_USER_DEFINED_W_TRUE;
mem_load.load_directionSpecified = true;

mem_load.load_type = member_load_load_type.LOAD_TYPE_FORCE;
mem_load.load_typeSpecified = true;
mem_load.load_distribution = member_load_load_distribution.LOAD_DISTRIBUTION_TRAPEZOIDAL;
mem_load.load_distributionSpecified = true;

mem_load.magnitude_1 = std_magnitude * ((h_water + mem_end_defs[i,0]) * w_ref);

mem_load.magnitude_1Specified = true;
mem_load.magnitude_2 = std_magnitude * ((h_water + mem_end_defs[i,1]) * w_ref);
mem_load.magnitude_2Specified = true;

model.set_member_load(load_case_no, mem_load);

}

/代码#

传递荷载可使用设置杆件荷载。为了分配荷载，字符串 water_accu_comment 用作注释。在接下来的迭代中，荷载将不再被删除，而是重新生成一个荷载。当重新定义荷载规范时，通过指定荷载编号将其覆盖。只有在重新启动应用程序后，才需要在筛选和删除荷载时添加该注释。此外，为指定荷载选择了相对参照，其范围为 0-100%。

下一步是开始计算。首先，在模型中创建一个对象，对象类型为calculate_specific_loading。该字段包含所有要计算的荷载工况/组合。当前工况下，只创建指定编号为load_case_no的荷载工况类型的一个单元。

code.csharp#

//计算荷载工况
calculate_specific_loading[] csl = new calculate_specific_loading[1];
csl[0] = new calculate_specific_loading();
csl[0].no = load_case_no;
csl[0].type = case_object_types.E_OBJECT_TYPE_LOAD_CASE;

model.calculate_specific(csl, true);

/代码#

现在计算结果已经出来了，但必须过滤掉每根杆件始端和末端的全局变形。 get_results_for_members_global_deformations函数用于获取指定荷载工况和所选杆件的所有全局杆件变形。结果的结构与 RFEM 6 中相应的表格相同。一种方法是读取杆件长度，然后比较结果的 x 位置。另一种变量使用给定的描述，并且所有 x 位置之后是极值。选择的是第二种方案，当在描述中第一次出现“极值”时，使用之前的索引来查找杆件的最后一个 x 位置。因为杆件的第一个位置也会影响第一个输入，所以这里不需要进一步筛选：

code.csharp#

//得到杆件末端变形
for (int i = 0; i < mem_noes_sel.Length; ++i)
{

members_global_deformations_row[] mem_defs_glbl = model.get_results_for_members_global_deformations(case_object_types.E_OBJECT_TYPE_LOAD_CASE, load_case_no, mem_noes_sel[i]);

//取始端点
//计算 delta 变形
if (Math.Abs(mem_end_defs[i, 0] - mem_defs_glbl[0].row.displacement_z) > delta_def)
delta_def = Math.Abs(mem_end_defs[i, 0] - mem_defs_glbl[0].row.displacement_z);

mem_end_defs[i, 0] = mem_defs_glbl[0].row.displacement_z;
//获取终点处的变形
for(int j = 0; j < mem_defs_glbl.Length; + + j)
{
if (mem_defs_glbl[j].description == "极值")
{
//计算 delta 变形
if (Math.Abs(mem_end_defs[i, 1] - mem_defs_glbl[j - 1].row.displacement_z) > delta_def)
delta_def = Math.Abs(mem_end_defs[i, 1] - mem_defs_glbl[j - 1].row.displacement_z);