OpenSEES
關注創建者：YLIU 創建時間：2018-04-22
OpenSEES的視頻教程
STKO助力Opensees基礎教程合集
Opensees 是一個強大的免費開源有限元求解器。傳統使用上，我們要借助tcl或者python 解釋器與Opensees 的內核C 代碼進行數據交互，實現有限元模型的建立和計算，其本質是多語言的混合編程。但是已命令的形式建模和數據處理，使得Opensees 的使用用戶群體非常小眾，也不適合工程人員，從而大大限制了Opensees 的影響力。
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OpenSees從入門到精通（已完結）
PS：本課程為 (1) OpenSees軟件使用詳細講解 (2) OpenSEES減隔震常用單元本構命令介紹 (3)《OpenSEES精細化軌道-橋梁耦合振動模型建立與分析》(4)《OpenSees墩柱擬靜力加載試驗(PushOver)數值模擬》的合集。
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OpenSees軟件使用詳細講解
針對OpenSEES學習資料匱乏、上手難的現狀，本課程逐行詳細介紹了OpenSEES的基本命令，包括軟件下載安裝與學習資料、建模與計算分析命令解釋、案例演示以及使用OpenSees進行抗震分析的一些感悟。 00.介紹軟件下載安裝及學習資料。 01.講解OpenSees單位、節點、截面、單元、質量、約束、重力、局部坐標系與整體坐標系間坐標轉換規則、輸出計算結果等內容。
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OpenSEES的實例教程
Introduction
簡 介
在土木工程領域，一談到地震工程的模擬，很多人第一個想到的就是開源軟件OpenSees。
OpenSees，全稱“The Open System for Earthquake Engineering Simulation”，是在美國PEER（Pacific Earthquake Engineering Research Center）的贊助下，由土木工程領域的殿堂級名校加州大學伯克利分校開發。
與經典的商業有限元軟件ABAQUS和ANSYS相比，OpenSees最大的優勢在于其開源性，其社區中，有著一批充滿活力的開發者，支持著OpenSees不斷進步，目前，在土木工程學術界的國內外主流期刊上，均有大量基于OpenSees的研究。
2. Problems for OpenSees Rookies
OpenSees小白的困境
與經典商業有限元軟件相比，OpenSees對于小白而言，是相對不友好的。軟件由C++語言編寫，但調用卻是Tcl腳本語言。
Tcl腳本語言是一種工具命令語言（Tool Command Language），雖然在百度百科的介紹中，這是一款極為強大的編程語言，但對于土木工程領域的學生而言，卻是一款陌生的編程語言，這無形中增加了OpenSees的學習難度。
根據國外TIOBE網站的2021年1月的編程語言排行，第一至第五分別是C，Java，Python，C++，C#，而Tcl語言的榜單排名僅為第99名左右，編程語言的“熱度”較低。
展開 前言
與商業軟件相比，OpenSees并沒有提供圖形用戶界面（GUI）和可視化模塊。使用過程中，用戶一般是借助文本編輯器編輯輸入文件，然后再交由OpenSees進行計算得到計算結果。當模型較為復雜時，沒有直觀的模型顯示，輸入文件耗費精力、容易出錯且難以排查。為此，筆者統計了以下7款較為常用的OpenSees前后處理軟件（排名不分先后）進行簡單介紹，并附上鏈接，有需要的同學可自取。
1. ETO（ETABS TO OpenSEES）
華南理工大學陳學偉博士開發的OpenSees前后處理程序。顧名思義，ETO提供了ETABS（CSI公司開發研制的房屋建筑結構分析與設計軟件）與OpenSees交互的接口，能讀入ETABS導出的s2k文件，用戶可在ETABS中建好模型并導出.s2k文件，在ETO中進行一定設置后，即可生成OpenSEES的.tcl腳本文件。ETO具有集成化的用戶界面，可以顯示平面、立面和三維視圖，計算完成后，ETO提供了可視化界面顯示分析結果。
圖1 ETO界面
具體操作及案例可參考陳學偉的專著《結構彈塑性分析程序OpenSEES原理與實例》，陳學偉的微信公眾號：Dino結構筆記。
圖2 結構彈塑性分析程序OpenSEES原理與實例
2. STKO（ASDEA STKO for OpenSEES）
ASDEA STKO for OpenSEES（縮寫STKO）是意大利軟件公司ASDEA開發的基于搭載OpenSEES 求解器的商業有限元軟件（可先申請許可證試用），前處理器方面提供便捷的GUI操作，且支持幾何模型.igs, .step, .brep 格式導入。后處理器依靠HDF-5數據庫可以在后處理中呈現各種位移和應力應變，反力云圖，以及動畫。
展開 也就是說，如果opensees 能夠有一個強大的GUI 界面，我們也可以完全不去理會tcl 命令流，就像我們可以幾乎可以不理會abaqus 基于python 的script 或者inp 文件一樣，享用opensees。
然而在過去的很長一段時間里，盡管Opensees 由于其出色的求解模塊而活躍于科研圈，但其價值還遠遠沒有被充分發掘出來，究其原因，主要就是沒有友好的GUI，初學者需要編寫一定的tcl 命令流，來和Opensees 的求解模塊進行數據交互，而這個過程，對于研究課題相對簡單的使用者來說，還能接受，一旦研究的課題空間化，復雜化，殼和實體化，通過tcl的編寫，盡管高手也有點捉襟見肘，所以我們必須要有一個強大的前后處理器來進一步擴大opensees 不光在科研圈，也在工程界的影響，當然在這個進程，很多學者也做了很多的努力，比如內地的陳學偉博士，加拿大的 Prof. Tony Yang.但總的來說Opensees 的前后處理還不是很友好。
作者基于自己使用用戶體驗，推薦由意大利ASDEA 公司為Opensees量身定制的基于CAD 操作的前后處理STKO 軟件，成功無縫對接Opensees，形成新一代有限元軟件，該軟件為Opensees 的進一步推廣必然有一定促進作用，該軟件也被Openses 官方網站特別推薦，如圖2。
圖2 Opensees 官網
3. 案例1：
以一個具體案例來說，對于如下圖的三維多層多跨鋼框架，如果我們需要用tcl 命令去寫，是很復雜，我們需要校核節點的編號，材料編號，截面編號，單元編號，單元截面的局部坐標，節點質量等等，在撰寫命令流時，很容易就會出錯，出錯后，Opensees 還不給具體提示，需要我們一段代碼一段代碼去調試，這個調試的過程時非常的費事的。
展開 文/心塵軒
網站/STKO OpenSees Software (asdeasoft.net)
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內容預覽
【公眾號內容回顧】
【關于OpenSEES編程及原理】
1.【OpenSEES編程與原理】基于VS2022的OpenSEES3.3.0開發環境搭建
2.【OpenSEES編程與原理】新材料的添加和測試的視頻教程
【關于STKO有限元軟件】
1.STKO for OpenSEES 安裝教程
2.STKO for OpenSEES 免費許可證申請指南（修改版）
3.研究生STKO免費許可證申請郵箱范例
4.導師STKO免費許可證申請郵箱范例
5.無需TCL編程能力，STKO帶你輕松玩轉OpenSEES
6.STKO助力OpenSEES系列：自復位支撐框架靜力循環pushover分析
7.STKO助力OpenSEES系列：平面多層多跨混凝土框架靜力循環pushover分析
8.STKO助力OpenSEES系列：結構模態分析以及動力特性（MDOF與等效SDOF驗證）
9.STKO助力OpenSEES系列：結果云圖后處理初瞥
10.從編程角度闡述有限元軟件最佳入門方法：以Abaqus 和OpenSEES 為例
11.STKO助力OpenSEES系列：STKO軟件操作基礎介紹
12.
展開 纖維梁單元軟件在結構工程中被越來越的學者重視，不像ABAQUS、ANSYS等大型通用有限元軟件，因為其計算速度快，理論背景知識完善，在分析鋼筋混凝土結構時有獨特的優勢，如OpenSees、SAP2000、Etabs等。OpenSees是一款非線性能力很強的抗震分析軟件，但是OpenSees并沒有完整的前后處理功能，需要手敲代碼建模及輸出，新手可能浪費大量時間在學習如何寫代碼上，這通常讓學習OpenSees的新手望而卻步。本帖子給同學們介紹一款可以替代OpenSees的纖維梁單元軟件-SeismoStruct，它可以說是把OpenSees強大的非線性分析能力和各種單元（梁柱纖維單元、各種零長度link單元）都集成在可視化的前處理后處理模塊，實現了直接可視化建模，OpenSees有的各種單元、材料，SeismoStruct都有。本帖子簡單介紹SeismoStruct的建模功能和后處理功能，建議學習OpenSees的同學可嘗試一下，軟件學起來非常快，建模快速。
（1）定義材料（鋼筋、混凝土、自復位材料、填充墻、純砌體等）
OpenSees里的幾種鋼筋、混凝土本構SeismoStruct里都有集成，并且定義的時候很智能，用戶需輸入的參數很少，如混凝土有mander本構，對應OpenSees的Concrete02；鋼筋有M-P本構，對應OpenSees里的Steel02，在SeismoStruct里只需輸入一個混凝土抗壓強度就完成了定義，鋼筋類似。
當然還有一些其他的OpenSees里的材料，如自復位材料，FRP材料，滯回材料等等，詳見軟件手冊。
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OpenSEES的相關專題、標簽、搜索
OpenSEES的最新內容
opensees動力時程分析求助1個月前
一個位移變剛度隔震支座設計求助，需要Y方向上通過位移控制實現剛度阻尼的切換 簡單來說就是，在位移＜某一數值時，隔震支座提供k1和c1，在位移＞某一數值時，隔震支座提供k2和c2 目前上部結構動力時程分析可以跑通，但是涉及到切換隔振就一直不收斂，希望能得到幫助，能解決價格好商量
</p><p>u 插件化耦合框架應能無縫接入常見商用/開源求解器（如 Abaqus、Ansys、CalculiX、OpenSees、FEniCS、Deal.II、MFEM 等）。</p><p>u 支持同步耦合、異步/分步耦合，以及對共解/分布式耦合的穩定性策略。
</p><p class="ql-align-justify"><strong>求解器耦合入口（接口設計）</strong></p><p>統一的求解器插件接口，能夠無縫切換或并行耦合不同求解器（如本軟件內置求解器、Abaqus/ANSYS/CalculiX、OpenSees、FEniCS 等）。</p><p>輸入/輸出數據映射機制（網格、材料、邊界條件、初始條件、結果字段的映射）。
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</figure><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">本案例提供：（1）OpenSees
<p>本文講述采用DeepSeek來做OpenSees柱子擬靜力試驗的有限元模擬，分為建立模型和模型檢查及調整模型收斂性兩部分內容。
1利用opensees模擬基礎隔震結構和慣容器。
2使用matlab代碼進行TMDI,TID等基于慣容器的新阻尼器的仿真和優化。
3有成套的SCI論文復現代碼，有需要可私。包答疑。
CAD 中有很多線型，為了對 Xtract 和 OpenSees 更好的兼容，SectionPrepTool 中提供了一個截面預處理功能，可以將圓、橢圓、圓弧、樣條曲線等所有線型統一轉化為多段線，避免了線型問題。
】推開土木工程振型求解之蘭索斯法(Lanczos法)的大門
【JY】基于OpenSees
對于初學者,OpenSees軟件的使用可能面臨著建模抽象的問題,尤其是對纖維截面的梁柱截面和對于做框架等單元較多的模型面臨的可視化的需求.給大家推薦兩個可視化工具分別為 截面可視化工具FSV； 以及結構模型可視化程序OS-LiTe。 下面附上幾張軟件效果圖，如需以上軟件歡迎評區留
[8] 董正方,過晴,王仁輝,等.硬化土模型在OpenSees中的實現[J].中國科技論文,2023,18(2):193-203.
[9] 林德周.小應變土體硬化模型參數試驗研究及工程應用[D].杭州:浙江大學,2023.
[10] 劉大維.基于GA-BP的小應變硬化土本構模型的參數反演及在基坑工程中的應用研究[D].西安:長安大學,2023.
