三结点三角形有限单元程序设计C++语言.pdf

三角形单元的有限元计算程序 （C++语言） 3结点三角形有限单元程序设计(C/C++语言） 莫中军 (四川大学力学科学与工程系 成都 610207) 一、 程序功能说明 这个程序是在学习有限元的过程中逐渐完成的，有许多地方由于是在以前的编程工作中改进的，但 忽略了很多的地方，所以有待于改进。本程序是一个简单的有限元程序，实用于有限元的初学者，为便于 对程序的进行扩展，程序结构相对而言比较复杂。但对于进一步进行有限元编程，比如 6节点三角形单 元、4节点单元、8节点单元、等参元等等部分，都可以直接在这个程序框架下添加代码而不需要对程序 结构进行大规模的改动。 本程序应用3节点三角形单元对结构应力、应变及位移进行有限元分析。程序的最终输出结果为应力、 应变及位移，分别输出在stress.xls、strain.xls、displacement.xls中；然后利用Mircosoft officeExcel软件对数据进行数据处理，得到的结点位置－应力、结点位置－应变、结点位置－位移图像 与用ABAQUS和ANASYS得出的结果相当的一致，并且与理论计算得出的结果吻合很好！ 程序由六部分组成，分别为主程序模块、单刚计算程序模块、总刚计算程序模块、结点位移计算程序 模块、单元应力应变计算程序模块及结点应力应变计算程序模块，它个的功能分别为如下： 1、主程序模块：用于对数据的录入及程序其它模块的调用; 2、单刚计算程序模块：用于计算每个单元的单元刚度; 3、总刚计算程序模块：用于计算结构的总体刚度; 4、结点位移计算程序模块：用于计算结构中各结点的位移; 5、单元应力应变程序模块：用于计算每一个单元的应力及应变; 6、结点应力应变程序模块：用于计算结构中各结点的应力及应变。 编程平台： 编 程 语 言： C++语言。 运 行 环 境： WindowsXP；VisualC++6.0。 注：本程序采用Windows默认编程风格 二、 程序文件组成 Ⅰ.计算单刚头文件esmatrix.h Ⅱ.组装总刚gsmatrix.h 头文件 Ⅲ.节点位移头文件displacement.h 函数声明 Ⅳ.单元应力-应变头文件eleStrainStress.h Ⅴ.节点应力-应变头文件NodeStrainStress.h Ⅰ主函数FEMtriangular.cpp Ⅱ.计算单刚头文件esmatrix.cpp Ⅲ.组装总刚gsmatrix.cpp 函数体 主体计算 Ⅳ.节点位移头文件displacement.cpp Ⅴ.单元应力-应变头文件eleStrainStress.cpp Ⅵ.节点应力-应变头文件NodeStrainStress.cpp 第 1 页 共 15 页 2007-7-17 三角形单元的有限元计算程序 （C++语言） 三、 程序源码 (一)头文件 （相关函数声明部分） Ⅰ.计算单刚头文件esmatrix.h #ifndef ELEMENT_STIFFNESS_MATRIX_H #define ELEMENT_STIFFNESS_MATRIX_H voidEleStiffnessMatrix( intNOE, intNGN[][3], floatCN[][2],floatE0, floatU0,floatt,intNE, intNN,float(EK)[6][6]);