平面桁架有限元分析及程序设计方案.pptxVIP

第一章 绪论;数值方法（模拟）;§1.1 有限单元法的概念;;;;;;液压挖掘机动臂;在建的大连国际贸易中心大厦 (78层，342米);在建的大连市体育中心;§1.1 有限单元法的概念;溪洛渡拱坝 (高297米);§1.1 有限单元法的概念;§1.1 有限单元法的概念;§1.1 有限单元法的概念;§1.1 有限单元法的概念;有限元模型 是真实系统理想化的数学抽象。;单元 网格划分中每一个小的块体 结点 确定单元形状、单元之间相互联结的点 结点力 单元上结点处的结构内力 载荷 作用在单元结点上的外力 （集中力、分布力） 约束 限制某些结点的某些自由度 ;§1.2 有限单元法的基本步骤;§1.2 有限单元法的基本步骤;§1.3 常用的有限元分析软件;(2) MSC;§1.3 常用的有限元分析软件;(4) ABAQUS （专注结构分析） 主要应用于结构动力弹塑性分析；二次开发功能；;§1.3 常用的有限元分析软件;第二章 平面桁架有限元分析及??序设计;解题方法;解题方法：力法和位移法;超静定桁架;;离散原则：每个结点离散后还是一个结点，每个杆件离散后变成一个单元;§2.2.1 局部坐标系下的单元刚度矩阵;单元右端杆端力：;任意情况（左右结点均有变形）即为以上两种状态的叠加：;单元杆端力方程： ;杆端位移和杆端力;§2.2 平面桁架的单元分析;杆件的结点力为：;写成分块矩阵形式：;（1）单元刚度系数kij的意义;§2.2.3 单元坐标转换矩阵;§2.2.3 单元坐标转换矩阵;§2.2 平面桁架的单元分析;同理，位移也存在转换关系：;;单元①整体坐标系下的刚度矩阵为: ;;§2.3 结点平衡与整体刚度矩阵的集成;§2.3 结点平衡与整体刚度矩阵的集成;§2.3 结点平衡与整体刚度矩阵的集成;§2.3 结点平衡与整体刚度矩阵的集成;§2.3 结点平衡与整体刚度矩阵的集成;§2.3.2 整体刚度矩阵的集成步骤;;§2.3 结点平衡与整体刚度矩阵的集成;§2.3 结点平衡与整体刚度矩阵的集成;§2.3 结点平衡与整体刚度矩阵的集成;§2.3 结点平衡与整体刚度矩阵的集成;§2.3 结点平衡与整体刚度矩阵的集成;§2.3.2 整体刚度矩阵的集成步骤;练习题：利用整体刚度矩阵的意义确定以下桁架刚度矩阵元素（自由度）的组成。;§2.4.1 结点边界条件;§2.4.2 边界条件的处理方法;§2.4 边界条件的处理;§2.4 边界条件的处理;§2.5 单元轴力及支座反力的计算;位移和荷载向量分解为自由结点和约束结点两部分，刚度矩阵相应分块，如下所示：;1、计算分析题 平面桁架结构网格如图所示，已知EA=1500 kN，采用乘大数方法引入支撑条件，试求后处理法引入支撑条件后的满阵存贮的整体刚度矩阵 [K]。结构坐标系下单元刚度矩阵计算公式如下： ;2、计算分析题 按照有限元法的计算步骤，求图示桁架结构各杆轴力。已知：EA=10 kn。结构坐标系下的单元刚度矩阵计算公式如下： ： ;§2.6 程序设计;§2.6 程序设计;2、如何画流程图;编码和单元测试 这个阶段的任务是程序员根据目标系统的性质和实际环境，选取一种适当的高级程序设计语言(必要时用汇编语言)，把详细设计的结果翻译成用选定的语言书写的程序，并且仔细测试编写出的每一个模块。? ?程序员在书写程序模块时，应使它的可读性、可理解性和可维护性良好。 ;综合测试 ;§2.6 程序设计;§2.6 程序设计;§2.6 程序设计;§2.6 程序设计; void force() {int i,j,ie,m; float dx,dy,dz,l,cx,cy,cz,ea,w[7]; for(ie=1; ie=ne; ie++) { i=jm[ie][1]; j=jm[ie][2]; m=jm[ie][0]; w[1]=f[2*i-2]; w[2]=f[2*i-1]; w[3]=f[2*j-2]; w[4]=f[2*j-1]; dx=xy[j][1]-xy[i][1]; dy=xy[j][2]-xy[i][2]; ;1、运用有限单元法，计算图示桁架：杆件截面积为A，弹性模量为E，结点2作用集中力，结点3给定水平位移b，要求写出整体平衡方程及边界条件处理方法。;3、计算分析题（15分） 平面桁架结构网格如图所示，已知EA=6000 kN，采用填0置1法（0、1置换法）引入支撑条件，试求后处理法引入支撑条件后的满阵存贮的整体刚度矩阵 。结构坐标系下单元刚度矩阵