معرفی و آموزش نرم‌افزار OpenSees

از OpenSees چه می‌دانید

نرم‌افزار OpenSees (اپنسیس) ازجمله نرم‌افزارهای تحلیل سازه به روش‌های عددی است. تحلیل‌ها در این نرم‌افزار هم‌چون ABAQUS، PLAXIS و ANSYS مبتنی بر روش اجزای محدود است. اپنسیس به‌عنوان قدرتمندترین نرم‌افزار تحلیل غیرخطی ماکروسازه‌ها شناخته شده است. هم‌چنین این نرم‌افزار، ابزاری بسیار کارآمد در تحلیل سازه‌ها تحت بار زلزله به شمار می‌رود. OpenSees مخفف عبارت Open System for Earthquake Engineering Simulation به معنای سیستم باز شبیه‌سازی مهندسی زلزله است. پژوهشگران دانشگاه برکلی آمریکا اولین نسخه‌ی نرم‌افزار انسیس را در سال ۱۹۹۰ ارائه داده‌اند. هم‌اکنون توسعه‌ی این نرم‌افزار به عهده‌ی مرکز تحقیقات مهندسی زلزله، PEER، است. اپنسیس در گرایش‌های سازه، ژئوتکنیک و زلزله‌ی مهندسی عمران، کاربردهای فراوانی دارد.

ویژگی‌های نرم‌افزار OpenSees

این نرم‌افزار مجموعه‌ی کاملی از انواع المان‌ها، مصالح مختلف و روش‌های متنوع تحلیل سازه را در خود جای داده‌است. اپنسیس نرم‌افزاری Open Source و رایگان است و برای استفاده از آن نیازی به خرید لایسنس نیست. علی‌رغم این موضوع، این نرم‌افزار ابزاری پذیرفته شده و قابل استناد برای ارائه‌ی مقالات در ژورنال‌های معتبر جهانی است. Open Source بودن اپنسیس به این معناست که هم نسخه‌ی قابل اجرا و هم کدهای برنامه به رایگان قابل دسترس هستند. پژوهشگرانی که از اپنسیس استفاده می‌کنند، می‌توانند تغییرات دلخواه خود را اعمال و قابلیت‌های جدیدی به نرم‌افزار اضافه کنند. هم‌چنین می‌توانند مصالح، المان‌ها و مدل‌های رفتاری موردنظر خود را به کتابخانه‌ی اپنسیس اضافه کنند. این امکان باعث شده تا اپنسیس نسبت به سایر نرم‌افزارهای مشابه خود، از محبوبیت بیشتری بین محققین برخوردار باشد.

امکان انتقال مدل از نرم‌افزارهای ETABS و SAP به اپنسیس برای کاربر وجود دارد. هم‌چنین کاربر اپنسیس می‌تواند تحلیل‌های خود را با نرم‌افزار نام‌آشنای Matlab لینک کند. بدین‌صورت که با نوشتن کدی در Matlab، ورودی‌های اپنسیس را فراخوانی کرده و خروجی‌های موردنیاز را استخراج کند. نرم‌افزار اپنسیس محیطی متنی دارد و فاقد محیط گرافیکی است. این موضوع ممکن است باعث دشواری کار با نرم‌افزار و بالا رفتن ضریب اشتباهات شود. در ادامه با جزئیات بیشتری به این محدودیت و چگونگی حل مشکلات ناشی از آن می‌پردازیم.

محدودیت‌های نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees

نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees علاوه بر مزایای فراوان، محدودیت‌هایی هم دارد. همان‌طور که اشاره شد، این نرم‌افزار یک برنامه‌ی کدنویسی محض به‌شمار می‌رود و به همین دلیل هیچ شکلی را با جزئیات لازم به‌صورت تصویری نمایش نمی‌دهد. البته در خود نرم افزار اپنسیس با دستور Plot می‌توان گرافیک مدل‌شده را تا حدودی نمایش داد. دستورهای دیگری هم برای مشاهده‌ی گرافیکی مدل‌ها در OpenSees تعبیه شده است، با این حال برای دیدن مدل‌ها و بررسی دقیق آن‌ها بهتر است کاربران از برخی نرم‌افزارهای جانبی استفاده کنند. از جمله این برنامه‌ها می‌توان به برنامه‌ی OSP اشاره کرد که با دریافت فایل حاوی گره‌ها و المان‌ها مدل را نمایش می‌دهد.
از برنامه‌های Building TCL و OpenSees Navigator که بر مبنای Matlabاند برای نمایش مدل‌های OpenSees استفاده می‌شود. همچنین می‌توان به این منظور از برنامه‌ی VEES که بر مبنای XML است نیز استفاده کرد. نرم‌افزارهای Gid و OpenSees Post Processing نیز در ویژوآل‌سازی نتایج تحلیل‌های OpenSees پرکاربردند. به‌طور کلی کاربران بعد از ساخت گره‌ها و المان‌ها در OpenSees باید با یکی از این برنامه‌ها آن‌ها را چک کنند تا از صحت پارامترها اطمینان حاصل شود.

زبان برنامه‌نویسی در نرم افزار اپنسیس – OpenSees

این نرم‌افزار به زبان برنامه‌نویسی ++C نوشته شده و امکان تولید و توسعه‌ی انواع مقاطع سازه‌ای و غیرسازه‌ای را برای کاربران خود فراهم کرده‌است. اپنسیس هم‌چنین به‌منظور مدل‌سازی و تحلیل، زبان برنامه‌نویسی TCL/TK را هم پوشش می‌دهد. اجرای دستورات در TCL Editor به سه روش انجام می‌شود. در روش تعاملی دستورات مستقیماً در صفحه‌ی اجرای برنامه نوشته می‌شوند. روش اجرای فایل ورودی در برنامه از روش‌های بسیار متداول اجرای دستورات در اپنسیس است. در این روش کاربر مدل موردنظر خود را در یک فایل متنی نوشته و سپس آن را در برنامه فراخوانی و اجرا می‌کند. در روش دسته‌ای اما، مدل‌ها در فضای TCL Editor نوشته و سپس در برنامه فراخوانی و اجرا می‌شوند. در انسیس امکان تحلیل موازی فراهم است که به کاهش زمان تحلیل‌ها بسیار کمک می‌کند. این نرم‌افزار در مقایسه با نرم‌افزارهای مشابه خود، حجم کمتر و سرعت تحلیل و دقت بیشتری دارد. هم‌چنین خروجی‌های استخراج شده از اپنسیس، حجم کمی دارند و امکان انتقال آن‌ها به‌راحتی برای کاربر فراهم است.

با OpenSees چه می‌توان کرد

نرم‌افزار اپنسیس کاربردهای گسترده‌ای دارد که در ادامه دسته‌بندی جامعی از آن‌ها ارائه شده‌است.

مدل‌سازی ژئوتکنیکی ـ Geotechnical مدل‌سازی دو و سه‌بعدی خاک تحلیل تک‌فاز و دوفاز خاک مدل‌سازی رفتار انواع مصالح (ماسه، رس، …) مدل‌سازی پدیده‌ی روانگرایی	مدل‌سازی بارگذاری حرارتی و آتش در سازه‌ها مدل‌سازی بارهای حرارتی مدل‌سازی انتقال حرارت ارتقای مصالح و مقاطع به حالت Thermal یا حرارتی
انجام تحلیل‌های احتمالاتی و قابلیت اعتماد تحلیل قابلیت اعتماد ـ Reliability Analysis تحلیل به روش‌های Monte Carlo، FORM، SORM و … تحلیل حساسیت ـ Sensitivity	انجام تحلیل‌های موازی تحلیل در فضاهای موازی افزایش بهره‌وری در مدل‌سازی‌های سنگین کاهش زمان محاسبات در تحلیل‌های تکراری
مدل‌سازی سازه‌ای ـ Structural مدل‌سازی انواع سازه‌ها مدل‌سازی رفتار انواع مصالح (فولاد، بتن، …)	بهینه‌سازی تحلیل‌ها بهینه‌سازی ریاضی سازه‌ها بهینه‌سازی براساس عملکرد
مدل‌سازی و تحلیل سازه‌های طویل مانند پل و خط لوله	مدل‌سازی اندرکنش خاک و سازه در حالت دینامیکی

انجام طیف گسترده‌ای از تحلیل‌ها

• تحلیل استاتیکی غیرخطی ـ Static Pushover Analysis
• تحلیل استاتیکی چرخه‌ای ـ Static Reversed-Cyclic Analysis
• تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی ـ Dynamic Time-Series Analysis
• تحلیل دینامیکی فزاینده ـ Incremental Dynamic Analysis
• تحلیل تحریک یکنواخت از پایه ـ Uniform-Support Excitation
• تحلیل تحریک چندگانه از پایه ـ Multi-Support Excitation

نحوه‌ی نصب نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees

نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees به‌طور رایگان از طریق آدرس اینترنتی دانشگاه برکلی بدون محدودیت در دسترس کاربران قرار گرفته است. برای دریافت نرم‌افزار مراجعه به سایت http://OpenSees.berkeley.edu و ثبت‌نام و انتخاب گزینه‌ی download از سمت چپ کافی خواهد بود. پس از کلیک روی download، کاربران باید ایمیلی را که با آن آن ثبت‌نام کرده‌اند وارد کنند. با انجام این کار کاربران در مرحله‌ی بعدی به صفحه‌ی جدیدی با عنوان OpenSees Executable Distribution هدایت خواهند شد. از این صفحه باید از طریق لینک آبی‌رنگ تعبیه‌شده فایل TCL/TK مربوطه دریافت شود. این فایل پیش‌نیاز اجرای OpenSees است؛ چیزی همانند برنامه‌ی .net framework که پیش‌نیاز نصب نرم‌افزار Matlab است.
نسخه‌های مختلف نرم‌افزار می‌توانند با توجه به دستورات داخلشان با یکدیگر متفاوت باشند. امکان دارد کدی که یک کاربر نوشته در نسخه‌ی بعدی OpenSees قرار بگیرد، یا کدی که در نسخه‌ی فعلی OpenSees وجود دارد در صورت عدم رضایت نویسنده‌ی کد در نسخه‌های بعدی از نرم‌افزار حذف شود.

سیستم حل در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees

سیستم کدنویسی ستاره‌ای نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees باعث شده تا این نرم‌افزار سرعت بالایی داشته باشد. سیستم حل اپنسیس از قسمت‌های اصلی Model Builder، Domain، Analysis و Recorder تشکیل شده است. در Model Builder به‌واسطه‌ی دستورات از پیش تعیین‌شده فیزیک مدل موردنظر ساخته می‌شود. با استفاده از ابزارهای موجود در این قسمت؛ نقاط، اجرام، مصالح، مقاطع، اعضا و… قابل تعریف هستند. مدل‌ ساخته‌شده در این مرحله به مرحله‌ی بعد ارسال می‌شود. پردازش و تحلیل دستورات در Domain و Analysis صورت می‌گیرد. مراحل آنالیز در گام‌های زمانی مختلف و با ذخیره‌ی نتایج در گام قبلی انجام می‌شود.
همان‌طورکه پیش از این گفته شد، طیف گسترده‌ای از تحلیل‌ها در اپنسیس در دسترس هستند، بنابراین در این بخش کاربر قادر به انتخاب تحلیل‌های استاتیکی و دینامیکی برای مدل‌های خطی و غیرخطی خود خواهد بود. قسمت Recorder نیز خروجی سیستم حل است. وظیفه‌ی Recorder ثبت پاسخ‌ها در هر مرحله به‌منظور استفاده در مرحله‌ی بعدی است. نتایج تحلیل‌ها دراین بخش در قالب فایل‌های متنی و نمودارها ثبت و ذخیره می‌شوند.
همان‌طور که می‌دانیم، در کدنویسی معمولی نخست اطلاعات اولیه دریافت می‌شود، سپس در مرحله‌ی تحلیل اطلاعات ورودی قفل شده و تنها تحلیل انجام می‌گردد. به‌عبارت دیگر در کدنویسی معمولی در حین تحلیل امکان برگشت و تغییر اطلاعات ورودی وجود ندارد. اما در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees می‌توان در میانه‌ی تحلیل اطلاعات ورودی را تغییر داد. این نکته به‌خصوص در بررسی خرابی پیش‌رونده یا دمپرهای فعال کاربرد فراوانی دارد. تعریف گره و تکیه‌گاه، تعریف المان، تعریف خروجی‌ها و تعریف دستورات تحلیل چهار مرحله‌ی اساسی حل مسأله در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees به‌شمار می‌روند.

 

چه مسائلی با نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees حل می‌شود؟

مدل‌سازی انواع قسمت‌های یک المان سازه‌ای با نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees ممکن است. با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان تمام قسمت‌های یک سازه را از هر نوع و هر جنس مدل کرد. میلگردهای موجود در سطح مقطع یک جزء، بتن اطراف میلگردها با پوشش‌های حداقلی و حداکثری، خستگی در المان‌ها تحت تاثیر انواع بارگذازی، رفتار هیسترزیسی به‌شکل منحنی نیرو-تغییر مکان، گسیختگی برشی، گسیختگی محوری، کاهش مقاومت و نزول سختی تحت تاثیر بارهای سیکلی، اندرکنش خاک و سازه و… تنها بخشی از مسائل کاربردی و مهمی هستند که می‌توان با نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees به حل آن‌ها پرداخت.

مدل‌های المان غیرخطی در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees

در نرم‌افزارهایی نظیر SAP2000 یا ETABS المان‌ها به‌صورت کلی مدل می‌شوند و خروجی مدل‌سازی تنش-کرنش کل المان است. اما در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees کاربران می‌توانند تنش-کرنش اجزای سازنده نیز قابل بررسی و حالت‌های دیگری نظیر هروجی مقطع و خروجی آرماتور نیز قابل دریافت است. در نرم‌افزارهای تجاری SAP2000 یا ETABS پلاستیسیته‌ی متمرکز به‌کار گرفته می‌شود، در حالی که در اپنسیس می‌توان علاوه بر پلاستیسیته‌ی متمرکز از پلاستیسیته‌ی گسترده که دقت بالاتری هم دارد استفاده کرد. مثلاً بررسی مفصل با فنر غیرخطی یا مفصل پلاستیک در یک شکل از آن‌جا که در پلاستیسیته‌ی متمرکز ارزیابی می‌شوند هم با SAP2000 و ETABS و هم با OpenSees ممکن است؛ در حالی که بررسی پارامترهای دیگری در همین شکل نظیر مقطع فایبر یا ناحیه‌ی مفصلی با طول جزئی تنها با نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees ممکن خواهد بود.

 

مصالح موجود در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees

انواع مختلف مصالح در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees تعبیه شده تا کاربران از آن‌ها در طراحی و مدل‌سازی خود بهره ببرند. انواع مصالح در آخرین نسخه‌ی OpenSees همواره از صفحه‌ی اینترنتی http://OpenSees.bekeley.edu/wiki/index.php قابل مشاهده است. اطلاعات جزئی مربوط به مصالح لیست‌شده در این صفحه را نیز می‌توان با جست‌وجو در همین وبسایت پیدا کرد.
مصالح در OpenSees در سه دسته‌ی Steel & Reinforcing-Steel Materials، Concrete Materials و Some Standard Uniaxial Materials قرار می‌گیرند. از میان مصالح فولادی تعریف‌شده در نرم‌افزار معمولاً از steel02 در کارهای معمولی استفاده می‌گردد. Hysteretic Material هم معمولاً به‌خاطر تاثیر کمانش در بادبندها به‌کار گرفته می‌شود. reinforced steel نیز گزینه‌ای مطلوب برای مدل‌سازی پارگی میلگرد به‌شمار می‌رود.
در مدل‌سازی ساده با مصالح بتنی معمولاً concrete01 با توجه به مقاومت کششی ناچیزش نسبت به سایر مصالح پرکاربردتر است. در کارهای مهم‌تر معمولاً concrete07 نسبت به سایر مصالح اولویت دارد. برای مطالعه‌ی محصورشدگی نیز غالباً از confined Concrete استفاده می‌شود. انتخاب مصالح الاستیک در صورت عدم استفاده از ناحیه‌ی غیرخطی کاربرد بیشتری پیدا می‌کند. اگر در مدل‌سازی در یک راستا نیرویی وجود نداشته باشد و راستای دیگر سخت باشد می‌توان از Gap Material استفاده کرد.

انواع المان در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees

در نرم افزار اپنسیس انواع المان‌ها برای استفاده‌ی کاربران تعبیه شده است. از جمله این المان‌ها می‌توان به المان چرخایی، المان چرخایی دورانی، المان تیر-ستون الاستیک، المان تیر-ستون غیر الاستیک، المان تیر با مفصل داخلی، المان‌های جداساز پایه، المان با طول صفر و سختی بی‌نهایت، المان‌های چهارگرهی تا بیست‌گرهی اجزا محدود در حالت‌‌های دوبعدی و سه‌بعدی، المان‌های شل و پلیت، المان اتصال تیر و ستون و المان مدل‌سازی خاک اشاره کرد.

 

انواع خروجی در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees

نرم افزار اپنسیس می‌تواند انواع خروجی‌های مرتبط با یک سازه را تحت انواع بارگذاری‌ها نمایش دهد. انواع خروجی‌های گرهی و المانی توسط نرم‌افزار در یک فایل متنی با توجه به شماره‌ی گره‌ها و المان‌ها تهیه و در اختیار کاربران قرار می‌گیرد. نیروها و تغییر مکان‌ها نسبت به هر دو محور محلی سازه نمایش داده می‌شوند. علاوه بر این، خروجی‌های نرم‌افزار با دستور Envelope به‌صورت ماکزیمم‌ها و مینیمم‌ها نیز قابل استخراج است. همان‌طور که اشاره شد، دستور Plot نیز در نمایش حدودی گرافیک مدل‌شده موثر است.

آشنایی با زبان TCL

در این بخش به برخی نکات مقدماتی زبان برنامه‌نویسی TCL که زبان اصلی نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees است اشاره و در ادامه برخی از دستورهای اولیه و کاربردی آن را معرفی می‌کنیم. در این زبان به هیچ وجه حروف یونانی شناسایی نمی‌شوند و نباید از آن‌ها استفاده کرد. می‌توان به‌منظور نامگذاری به‌جای استفاده از حروف یونانی نام آن‌ها را با حروف انگلیسی تایپ کرد، مثلاً alpha، beta و… ساختارهای زبان TCL از فرمان‌هایی که با خط‌های جدید یا سمی‌کلون از هم جدا می‌شوند پدید می‌آید. از کروشه برای تعیین محدوده‌ی دستورهای محفوظ استفاده می‌شود. هنگام تحلیل نخست دستورهای محفوظ بررسی می‌شوند و در ادامه دستورهای بیرونی بر اساس نتیجه‌ی دستورهای محفوظ تحت ارزیابی قرار می‌گیرند.

• دستورهای اولیه در زبان TCL

در ادامه، برخی دستورهای اولیه و پایه‌ای در TCL را معرفی می‌کنیم. دستور set مهم‌ترین دستور مبنا در زبان TCL است و برای جایگذاری عدد در یک متغیر استفاده می‌شود. در صورتی که بنا به استفاده از یک متغیر در جاهای متفاوتی باشد، کاربر می‌تواند با یک بار تعریف آن با استفاده از دستور set کار خود را راحت و از شلوغ شدن محیط جلوگیری کند. دستور unset درست خلاف کار دستور set را انجام می‌دهد و برای خالی کردن متغیر از عدد اختصاص‌یافته به‌کار می‌رود. با دستور file mkdir فولدر ساخته می‌شود. از دستور source به‌منظور وارد کردن یک فایل جدید به Domain استفاده می‌شود.
دستور expr در انجام اعمال ریاضی کاربرد دارد. دستور puts برای نوشتن متن به‌کار می‌رود. دستور incr مقدار متغیر را افزایش می‌دهد و معمولاً در تعریف حلقه کاربرد دارد. برای اجرای حلقه از دستور for استفاده می‌شود. برای اجرای حلقه علاوه بر دستور for باید یک متغیر افزایشی تعریف شود. این که متغیر از چه عددی شروع به افزایش کند و تا چه عددی به افزایش ادامه دهد نیز حائز اهمیت است. همچنین تعریف گام افزایشی نیز ضروری است. پس از تعریف این مقادیر دستوری که باید در هر گام حلقه اجرا گردد نوشته می‌شود.
دستورهای ndm و ndf به‌ترتیب برای تعیین ابعاد و درجه آزادی به‌کار می‌روند. دستور node برای ایجاد یک گره هدف استفاده می‌شود. با استفاده از این دستور می‌توان مختصات‌ها و جرم‌های مختلف را به گره مدنظر نسبت داد. دستور mass به‌منظور تعیین جرم در گره به‌کار می‌رود. دستور fix در اعمال قید تکیه‌گاه و ایجاد محدودیت کاربرد دارد. از دستور equalDof برای ایجاد قید دوسویه بین گره‌ها استفاده می‌شود. دستور rigidLink برای ایجاد اتصال سخت به‌کار می‌رود. به همین ترتیب انواع دستورهای مقدماتی دیگر نیز در زبان TCL وجود دارند و سایر دستوراتی که در مدل‌سازی به‌کار می‌روند طبعاً پیچیدگی‌های بسیار بیشتری دارند.

 

• برخی از دیگر دستورات کاربردی TCL

حال به معرفی برخی دستورهای کاربردی TCL در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees اشاره می‌کنیم. از دستور Restore برای بازیابی وضعیت قبلی مدل استفاده می‌شود. دستور Reset برای برگرداندن حالت مدل به حالت اولیه به‌کار می‌رود. دستور Wipe مدل‌های قبلی را پاک می‌کند. از دستور nodeDisp برای بازگشت جابه‌جایی یا چرخش در گرهی معین استفاده می‌شود. با دستور Video می‌توان تصاویری ویدئویی را که نشان‌دهنده‌ی حرکت یک سازه هستند، در طی تحلیل آن سازه ایجاد کرد.
دستور Play به‌منظور نمایش آن‌چه با استفاده از دستور Video ساخته شده به‌کار می‌رود. از دستورهای Transient Analysis و Static Analysis به‌ترتیب برای محاسبه‌ی پاسخ دینامیکی یک سازه تحت تاثیر بارگذاری‌های وابسته‌ به زمان و بررسی رفتار مستقل از زمان یک سازه تحت تاثیر بارگذاری‌های مختلف استفاده می‌شود. دستور Arc-Length Control به‌منظور حل مسائل غیرخطی پیچیده کاربرد دارد. این دستورها و دستورهای مشابه دیگر می‌توانند در طراحی، مدل‌سازی و آنالیز سازه‌ها اهمیت داشته باشند.

تبدیل مختصات محلی به کلی در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees

تبدیل مختصات محلی به مختصات کلی در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees به سه روش انجام می‌شود. روش اول روش خطی که با استفاده از اجزای محدود اجرا می‌شود. روش دیگر روش P-Delta است که نسبت به روش خطی دقیق‌تر است و تغییر شکل‌ها را هم در نظر می‌گیرد. روش سوم روش Corotational است که از هر دو روش قبلی دقیق‌تر است. معمولاً برای المان‌هایی که تغییر شکل زیادی دارند این روش به‌کار می‌رود.

 

 

مدل‌سازی خاک در نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees

کاربران با استفاده از نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees می‌توانند با روش‌های مختلفی به مدل‌سازی خاک و بررسی اندرکنش خاک و سازه بپردازند. با به‌کارگیری مصالح NDMaterial در نرم‌افزار Opensees می‌توان حالت زهکشی و غیرزهکشی خاک و حالت غیرخطی آن‌ها را بررسی نمود. بررسی خاک همچنین می‌تواند در فازهای Solid و Fluid نیز انجام شود. در هر کدام از این دو فاز خواص مختلفی از خاک در حالت‌های مختلفی در نظر گرفته می‌شود. فاز Fluid تنها در حالت حجمی خاک و الاستیک خطی بررسی می‌شود. فاز Solid تنها با NDMaterial معرفی می‌شود. از این فاز می‌توان در مدل‌سازی حالت زهکشی‌نشده در محیطی تقریباً متخلخل و اشباع از آب استفاده کرد.
با استفاده از برخی المان‌های دیگر می‌توان به مدل‌سازی حالت الاستوپلاستیک نیز پرداخت. مدل‌سازی حالت الاستوپلاستیک در کنترل حالت‌های حساس خاک تحت فشار در شرایط عمومی بارگذازی موثر است. با استفاده از نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees می‌توان مقادیر تنش و کرنش را در حالت‌های دوبعدی و سه‌بعدی برای خاک محاسبه کرد. همچنین امکان محاسبه‌ی فاکتورها و مقادیر دیگری نظیر مدول سکانتی، مماسی و… نیز برای خاک وجود دارد.

سخن آخر

همان‌طور که دیدیم نرم افزار اپنسیس ـ OpenSees نرم‌افزاری کدباز است که با استفاده از روش اجزای محدود به تحلیل سازه‌های گوناگون می‌پردازد. OpenSees خود یک فایل exe چند مگابایتی حاوی کد و محیط آن تحت DOS است. فایل‌هایی که در این نرم‌افزار اجرا می‌شوند فایل‌های متنی هستند. در این نرم‌افزار از زبان برنامه‌نویسی TCL/TK استفاده می‌شود. استفاده از این زبان برنامه‌نویسی باعث شده تا OpenSees از قابلیت گسترش برخوردار باشد و کاربران بتوانند با برنامه‌نویسی هندسه، مدل، بارگذازی، ساختار کمی، مصالح به‌کاررفته، ساختار کمی، روش آنالیز و… را تعریف کنند. OpenSees یکی از قوی‌ترین نرم‌افزارهای تحلیلی سازه به‌شمار می‌رود.