空间结构内力位移计算.doc

作业 编制有限元程序求解内力位移第一部分 程序设计过程和子程序的说明 本例为空间桁架结构有限元分析程序。设计思路为：自然离散桁架结构，确定各节点自由度；为单元和节点编号，输入支撑信息、荷载信息、截面特性；运行程序求得刚度矩阵，继而求得节点位移和杆件内力。 程序所需各子程序已给出，在此只需编制主程序然后调用子程序求解即可。 主要变量及数组说明 程序中要设置许多变量和数组来存放各种数据。在本程序中，变量及数组名称选用习惯中常用的表示方法，同时遵从FORTRAN90语言的隐含规则，即由字母I-N开头的均为整型，否则为实型。程序中的变量及数组说明详见附录源程序变量和数组说明。内力计算及检算程序 形成一维存储总刚子程序CONKB、解线性方程组子程序LDLTREBACK、求节点位移及单元内力子程序DISPLS。下面是子程序的介绍。 ☆SUBROUTINE FLMT(NP,NE,NN,NN1,NR,RR,ME,IT,LMT) 功能：形成IT以及LMT子程序： 传入参数：NP,NE ,NR,ME,RR 传出参数：IT,LMT,NN,NN1 ☆FMAXA(NN1,NE,LMT,MAXA,NWK,NP) 功能：形成MAXA数组 传入参数：NN1,NE,LMT,NP 传出参数：MAXA,NWK ☆SUBROUTINE CONKB(NP,NE,NWK,ME,X,Y,Z,AE,LMT,MAXA,CKK,NN1) 功能：①根据输入的杆件编号、节点位置、杆件位置信息及截面信息，形成杆件在局部坐标系下刚度矩阵的子程序： SUBROUTINE FKE(IE,NP,NE,X,Y,Z,ME,AE,AKE) 传入参数：NF,NP,NE,NR, ME,X,Y,Z,AE 传出参数：AKE ②由局部坐标系向总体坐标系转换的子程序： SUBROUTINE FT(IE,NP,NE,X,Y,Z,ME,T) 传入参数：IE,NP,NE,X,Y,Z,ME 传出参数：T ③矩阵转置子程序： SUBROUTINE MAT(M,N,A,B) 传入参数：M,N,A 传出参数：B ④矩阵乘法子程序： SUBROUTINE MUL(A,B,M,N,L,AB) 传入参数：A,B,M,N,L 传出参数：AB 传入参数：NF,NP,NE,NM,NR,ME,X,Y,Z,AE,NAE,NN1,JS 传出参数：IT,MAXA,CKK，NWK ☆SUBROUTINE LDLTREBACK(PF,CKK,V,MAXA,NN,NWK,NN1,ISH,IOUT,NCF,NP) 功能：①将一维存储的结构刚度矩阵进行LDLT分解子程序 SUBROUTINE LDLT(CKK,MAXA,NN,ISH,IOUT,NWK,NN1) 传入参数：CKK,MAXA,NN,ISH,IOUT,NWK,NN1 传出参数：MAXA,CKK ②回代求解得节点位移子程序 SUBROUTINE REBACK(PF,CKK,V,MAXA,NN,NWK,NN1,NCF,NR) 传入参数：PF,CKK,MAXA,NN,NWK,NN1,NCF,NR 传出参数：V ☆SUBROUTINE DISPLS(NP,NE,NM,NN,IT,FTOOL,DIST,AE,NAE,X,Y,Z,PP,FF,SG,SM) 功能：求单元内力、节点位移及约束反力 传入参数：NP,NE,NM,NN,IT,FTOOL,AE,NAE,X,Y,Z 传出参数：DIST,SG,SM,FF 第二部分 程序使用说明 在使用所述桁架内力计算程序具体步骤如下： （1）绘制结构计算简图，对杆件和节点进行编号； （2）建立整体坐标系，确定各个节点的坐标； （3）填写输入数据表； （4）建立输入数据文件，文件扩展名为“.txt”； （5）运行程序，按屏幕提示语句进行操作； （6）程序运行完毕，查看输出数据文件结果。 2、参照附录部分各个变量的含义和说明，填写输入文件 （1）输入NP,NE,NR,NM,NCF （2）输入X(M),Y(M),Z(M),M=1,NP （3）输入MM(M),ME(1,M),ME(2,M),M=1,NE （4）输入RR(M),M=1,NR （5）输入PF(1,M),PF(2,M),PF(3,M),PF(4,M),M=1,NCF （6）输入AE(1,1),AE(2,1)第三部分 空间桁架有限元程序 源程序 PROGRAM MAIN OPEN(1,FILE=IN.TXT,STATUS=OLD) OPEN(2,FILE=OUT1.TXT,STATUS=UNKNOWN) READ(1,*)NP,NE,NR,NM,NCF CALL LAST(NP