结构力学上机成果

结构矩阵分析原理与程序设计上机成果班级：试 1205 班组长：蒋振中 20120725组员：李冰蕾 20120720曹园园 20120730李国伟 20120716郑 鑫 201207杨晓宇 20120742试用教材中平面刚架的源程序 frame 计算下列各题1教材91 页题2.9；输入文件：10,12,4,0,0,2,61,0,42,6,83,6,44,14,85,14,46,20,47,0,08,6,09,14,010,20,01,1,2,4.2E6,5.5E42,1,3,4.2E6,5.5E43,1,7,4.2E6,5.5E44,2,3,4.2E6,5.5E45,3,8,4.2E6,5.5E46,2,4,4.2E6,5.5E47,3,5,4.2E6,5.5E48,4,5,4.2E6,5.5E49,5,9,4.2E6,5.5E410,4,6,4.2E6,5.5E411,5,6,4.2E6,5.5E412,6,10,4.2E6,5.5E41,1,25,0,-302,6,0,0,401,1,2,0,7.21,-8.32,-8.322,1,7,0,7.21,-5.55,-5.553,7,1,3.61,0,-50,04,10,1,3.61,0,-16.6,05,10,6,3.61,0,11.1,06,6,2,8,0,-10,-10输出文件：Plane Frame structural AnalysisTx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Txinput data structural control datannnenfndndf npjnpen1012400 2618Nodal coordinatesNodexy104268364414851446204700860914010200Element InformationEle.No.jl jreaeial11242000005500021342000005500063174200000550004423420000055000453842000005500046244200000550008735420000055000884542000005500049594200000550004104642000005500011564200000550006126104200000550004Nodal Loadimjxdydmd11250-30260040Element loadsi mf ind aq bq q1 q21 1207.21-8.32-8.322 1707.21-5.55-5.553713.610-50041013.610-16.6051063.61011.1066280-10-10output datanadal displacementnode no.uvfai10.00100200-0.00130.0010040.0010050.0010060.0010070008000900010000Element No.&member-end force:Eie No. n(1)q(1)m(1)n(r)q(r)m(r)126.835.0-43.913.225.07.6216.5-8.121.2-16.58.127.3336.05.6-7.4-35.9-5.6-14.94-10.59.7-42.510.5-9.73.7524.8-1.411.2-24.81.4-5.46-6.8-38.634.96.8-41.4-46.2727.727.2-42.2-27.722.844.08-41.0-8.632.741.08.61.99-18.117.4-39.418.1-17.4-30.1101.31.313.5-12.415.336.6111.70.1-6.5-1.7-0.15.81219.43.5-2.4-19.4-3.5-11.弯矩图的绘制：84333344437?71139211530U甦9单应KN納2教材 150 页例 4.1，并与教材结果相比较（注意不需要修改程序 只需要近似处理某些参数）。Influnence Line Values Of InternalForceInput DataControl Data*1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *T rT rT zr*rT* rT* rTxn ne nw jl jr nld kw kc ac*1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *T rT rT zr*T* rT* rT* rTx542103000Element InformationEI/LEle.No EI1 32000 42 64000 63 64000 6800010666.666666666710666.66666666674 32000 4 8000Number Of Loading Condition ld= 1 结点荷载数 非节点荷载作用单元数14Nodal LoadsNo. mj qj1 5 40Element LoadsNo.mfindaqbqq1q211204-20-2022206-20-2033206-20-2044204-20-20Number Of Loading Condition ld= 2 结点荷载数 非节点荷载作用单元数15Nodal LoadsNo. mj qj1 5 100Element LoadsNo.mfindaqbqq1q211204-30-3022120-80032140-100043206-30-3053130-600Number Of Loading Condition ld= 3 结点荷载数 非节点荷载作用单元数33Nodal LoadsNo.mjqj134024-603560Element LoadsNo.mfindaqbqq1q211120-100022206-30-3033206-30-30output datanumber of loading conditionsnodal angular routationld= 1node no.fai1024.33501683501683E-0434.52441077441077E-05457.23905723905724E-04number of loading conditionsld= 2nodal angular routationnode no.fai10236.65202370931538E-044-2.98786475869809E-035number of loading conditions ld= 3nodal angular routation node no. fai1021.95707070707071E-0434 -3.08080808080808E-035member-end forces of elementsld= 1ele.no.mjqimiqj134.7979797979798-19.730639730639745.202020202020240.5387205387205254.8933782267116-40.5387205387205353.928170594837334.7474747474747438.6868686868687-34.747474747474840member-end forces of elementsld= 2ele.no.qimiqjmj1-26.850448933782369.862163299663366.2991021324355269.3233258511036-66.2991021324355110.676674148896170.3591470258143144.77506546951-170.35914702581495.224934530490121.70875420875424 -19.5728114478114-21.708754208754219.5728114478114100member-end forces of elementsld= 3ele.no.qimiqjmj1-46.868686868686952.348484848484956.26262626262632-56.2626262626263104.781144781145144.9494949494953-104.949494949495-16.0606060606061二、程序修改1.将子程序bound由原来的“赋大值法”改为“主1副0法”，并写出 PAD 设计图及源程序；代码为：Dim i As Integer, j As Integer, k As Integer Dim a As Double If ndf 0 ThenFor i = 1 To ndf k = ibd(i)For j = 1 To nr(j, k) = 0r(k, j) = 0Next j r(k, k) = r(k, k) + 1 p(k) = bd(k)Next iEnd IfFor i = 1 To nFor j = 1 To nPrint #2, r(i, j);Next jPrint #2,Next iEnd Sub2修改完成后，计算教材84 页例 2.2，检验程序修改是否正确 计算结果输出为：Plane Frame structural AnalysisTx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Tx Txinput datastructural control datann ne nf nd7631Nodal coordinatesndf npj npe n2 3 5 12Nodexy104264312441545006607120Element InformationEle.No.jljrea eial112112000006784006223112000006784006334112000006784003415976000017600045269760000176000463797600001760004Nodal Loadmj xd yd md123Element loads1 0 0 -303 0 0 204 0 -20 0imfindaqbqq1q2112060-202133602032130-15042206-5-554120250Bonundary conditionsi ibd bd11002120output datanode no. uvfai1-4.98956632190588E-07-9.54889080003477E-0527.88027433161215E-06-5.52505623049841E-06nadal displacement5.98636773997588E-053 400500060007000Element No.&member-end force:Eie No. q(r)n(1)m(r)q(1)m(1)n(r)15.83453674444456-24.9675615368738-12.337163558396429.5254903998854414.69859138496123 10.3687100382478 20 -26.7968842776186 -10.3687100382478 -20-33.2031157223814-5.83453674444456-5.0324384631261856故检验程序修改3. 修改程序使之能计算有弹性支座的情况、及有内部铰接点的情况， 修改完成后，找已有的简单例题（例如位移法中的例题）验算结果是 否正确。三、总结自己的学习心得或是对本课程的建议和要求等。（500字以上）组长：蒋振中学号：20120725结构矩阵分析原理与程序设计学习心得蒋振中 20120725阳春三月,草长莺飞，我们怀着愉悦的心情和对知识的渴望，在我们敬爱的 李华老师的带领和指导下，我们展开了对结构矩阵分析原理与程序设计的学 习，它虽然是结构力学方向下的一门课，但内在包含的智慧却是无穷的，在这短 暂两周的上机实验课中，我通过程序设计和对这本书是学习钻啃，我不仅编程了 结构矩阵的源程序，而且还通过询问老师以及独立思考，最后我找出了程序在运 行当中的错误并得到了相应满意的结果，通过对结构矩阵分析原理与程序设计 这门课的学习，我不但对结构力学的喜爱程度又“更上一层楼”了，同时，我在 学习程序设计的过程中产生了一个重要的哲学真谛，那便是细致地办事虽然 行进缓慢，但最后却能节约检查的时间，使效率提高；一味图快，马马虎虎，最 后反而会因为忙于改错而弄得身心俱疲，得不偿失。总体来说，学习结构矩阵分析原理与程序设计这门课我的收获是很多的， 下面我便细致的说说我在学习的过程中遇到的问题和得到的感悟。在学习这门课之前，我便在已经听说了这门课学习来会很枯燥，特别是程序 设计，讲究地不光是细致，更是耐心，虽然对于考过计算机二级的我来说，程序 对我来说已经是小问题，但我因为在前期的敲写程序过程中一味的加速，反而在 后面的程序修改与检查中浪费大量的时间，由此体现了我对编写程序的经验太 少，同时我办事不够细致，比如我在负责敲打的 sub-7 程序当中，我将 case3 中的p2打成了 pl,以至于程序虽然能运行，也能出结果，但无论我怎样调写与 修改，结果就是不对，经过细致的逐一符号查找，终于找到了这一错误。找到这 “隐藏”的错误，我是兴奋的，但也由于检查而损失大量时间而深感惋惜。这门学科的学习的确需要我们多动脑，多动手，想到就要立即去做，这样才 能在不断尝试中，找到解决问题的思路和方法，比如在思考程序如何运行过程中， 该一个参数，将一个 integer 符号改成 double 其结果可能就大不一样；有时候 大小写写错，虽然知道是那个思路，但就是发现不了；再比如“=”后面加了空 格，虽然与总统的程序没有什么不同，但是运行时候就是在这里报错，我们要做 的就是大胆地将那个空格删掉即可。以上的种种说明，说明不但要细心敲写程序， 更要大胆的尝试，发现错误。我觉得这门课的学习已经很满意了，程序的学习也能够学到一些东西，但略 微的不足之处是自己不能够给自己定一个良好有效的计划，我的想法是，老 师您给我们定一个计划，亦或是学习安排，或者是短期目标，这样每天能完成什 么，每天需要干什么，就跃然明了。我想要是老师能够给以我们一个学习计划安 排，这样我们就可以减少因目标迷茫而停滞浪费时间，而且也可以有利于组长的 合理分工，不然的话，组员会因为自己找不到可以“用武”的地方，而产生烦躁 抵触情绪，甚至“不闻不问”上机实验课，或只是上网聊天，心思不在学习上等 等情况，总之，我非常感谢这段期间有李华老师的教导和陪伴，我想在今后的学 习中，我会牢记李老师的学习教导，感谢李老师，老师，您为我们班结构力学的 教授操劳太多，您辛苦了。祝老师心情愉快身体健康，万事如意，永远年轻！结构矩阵分析原理与程序设计实习心得曹圆圆 20120730本学期我们进行了结构矩阵分析原理与程序设计这门课程的学习，在后 半段进行了上机实习。结构矩阵分析的原理、方法以及在计算机上的实现是结构力学的重要 内容之一。上机过程中，我们将理论结合实践。亲自操作，学习使用 VB 来 制作程序，进行计算和调试。传统上第一步组程序框图设计，吧矩阵位移发 的计算过程用流程框图表示；第二步是用计算机语言（我们使用的是visual basic）编写程序。这次用的是PAD软件设计方法，代替传统的程序框图设 计。所谓PAD，是problem analysis diagram的缩写，它是由一些框和线索 描述的计算过程。与传统的程序框图相比，它更能简介、明了地表现程序的 逻辑过程，与人们的解题思路相一致，便于编写。 编写程序时首先对结构 图示进行编号（包括单元 结点 ），统计结点总数、固定支座数、可动支座 数、可动支座中的约束数、单元总数、有直接结点载荷的结点数、有非结 点载荷作用的单元数、结点坐标、 EI 、 EA 、直接结点载荷 、非结点载荷 、 可动支座的约束条件。输入对应的 fr.txt 文件中，在 fw.txt 中得到结 果数据。最后感谢老师在本学期对我的指导与帮助。我感觉到自己在课上和上机 过程中获益匪浅，学到了许多知识，熟悉了程序的使用。同时老师的负责也 让我油然生敬。本学期上机过程，我还有很多要做的事情，很多需要虚心求 教的地方，希望老师今后能给予更多的帮助。 最后再次感谢老师一学期的 指导，祝老师心情愉快身体健康结构矩阵分析原理与程序设计上机心得杨晓宇 20120742我们所编写的程序就是在结构分析中，把各项计算公式表达称矩阵形式，进 行矩阵运算，再利用计算机对矩阵进行运算，就可以很快得到计算结果。 结构 矩阵分析的总体思路和流程是由各个子块组成：数组变量的定义，原始数据的输 入、输出（inputl）,组集总刚（wsiff）、综合结点荷载的计算（load）、支承条 件的引入（bound）、解方程的结点位移（gauss）、各单元最后杆端力的计算（nqm）。 这些子块看似简单，但 在程序编写中，就会发现这些程序是很繁琐的，稍不 注意就会出错，所以是要细致，就因为在抄写程序时有同学不细心将代码写错， 造成后续大量的检查工作。再者就是数据输入时的问题。一开始我们一味的抄写 例题的数据，结果程序一直报错-数据溢出。不应该不思考，一味迷信课本，当 然也可能是我们买的盗版书的问题，还是得尊重知识产权啊，盗版害死人啊。我们整个上机过程中遇到了一些困难，进度也慢一些，期间也有焦躁的情绪， 但只要静下心来，慢慢研究程序和原理，并与老师和同学交流，就可以发现问题 所在并一步步解决。通过这几次的上机学习，我发现利用计算机可以很快的解出 结构内力等，对超静定次数较多的结构应用时很方便，但也有其缺陷，程序比较 繁琐，在读程序期间会耗费大量精力。我们在输入数据时自己首先要做好编号等 工作，编号与我们手算是不同的。总之，通过这几周的学习我获益匪浅，对程序 由了深入理解。最后感谢老师的指导和同学们的帮助。结构矩阵分析原理与程序设计上机心得李冰蕾 20120720本学期我们进行了结构矩阵分析原理与程序设计这门课程的学习，在后半段 进行了上机实习。结构矩阵分析的原理、方法以及在计算机上的实现是结构力学的重要内容 之一。上机过程中，我们把理论结合实践。亲自操作，学习使用VB来制作程序, 进行计算和调试。传统上第一步组程序框图设计，把矩阵位移法的计算过程用流 程框图表示；第二步是用计算机语言（我们使用的是visual basic）编写程序。 这次用的是PAD软件设计方法，代替传统的程序框图设计。所谓PAD,是problem analysis diagram 的缩写，它是由一些框和线索描述的计算过程。与传统的程 序框图相比，它更能简介、明了地表现程序的逻辑过程，与人们的解题思路相一 致，便于编写。编写程序时首先对结构图示进行编号（包括单元 结点 ），统计结点总数、 固定支座数、可动支座数、可动支座中的约束数、单元总数、有直接结点载荷 的结点数、有非结点载荷作用的单元数、结点坐标、 EI 、 EA 、直接结点载荷 、非结点载荷、 可动支座的约束条件。输入对应的 fr.txt 文件中，在 fw.txt 中得到结果数据。编代码是难免枯燥的，但是却对人手算基本上不能算出来的东西分分钟搞 定，确实得益于计算机技术的发展，我记得朱慈勉教授开玩笑说人算用力法位移 法算一个大结构，十年八年是算不完，只能说我死了还有我的儿子，我儿子死了 争取还有个孙子，子子孙孙，总有一天能把它算完。由此可见，计算机确实是我 们工科人得力的助手。小组的分工合作确实能提高效率，节省时间，团结也很重要。最后感谢李华老师在近一年中对我的指导与帮助。我感觉到自己在课上和上 机过程中获益匪浅，学到了许多知识，熟悉了程序的使用。同时老师的负责也让 我油然生敬。本学期上机过程，我还有很多要做的事情，很多需要虚心求教的地 方，希望老师今后能给予更多的帮助。最后再次感谢李老师一学期的指导，祝老师心情愉快身体健康，万事如意， 永远年轻！结构矩阵分析原理与程序设计实习心得李国伟 20120716结构矩阵分析的原理、方法以及在计算机上的实现是结构力学的重要内容之 一。学好这门课，是对本科土木专业学生的基本要求。本学期我们进行了结构矩 阵分析原理与程序设计这门课程的学习， 在后半段进行了上机实习。上机过程 中，我们将理论结合实践。亲自操作，学习使用vb来制作程序，进行计算和调 试。在结构分析中，把各项计算公式表达称作矩阵形式，进行矩阵运算，称作矩 阵方法，再利用计算机对矩阵进行运算，就可以很快的运算出结果。我们这次的 任务就是利用平面钢架静力分析源程序一frame，并且将程序算得的结果与教材 的结果进行比较；对源程序进行修改，使其由原来的最大赋值法变为主 1 副 0 法，再利用例题进行验证。在程序编写的过程中，必须要细致，要在充分理解源程序的基础上输入源程 序，理解程序里面每一句的具体含义，知道每个变量的定义，每个子块的作用以 及其计算的原理。在这次上机的过程中，遇到了一些困难。我们刚开始的时候就是用输入源程 序的时候，运行时老是出错，但是经过和同学们的认真探讨和细致的检查其中的 错误，然后就把那些错误改过来了，那时也有一种豁然开朗的感觉。在我们输入 完源程序，进行例题试算的时候，得出的结果与书上的结果相差太大了，而且与 其他同学算出的结果也大不相同，有很大差异，后来我们也是跟其他组的同学进 行讨论，还跟老师进行了交流，通过这一系列的努力，所有问题最终迎刃而解。通过这几个礼拜的上机学习，我对结构矩阵分析原理与程序设计这门课有了 充分的了解，而且也学会了很多新知识，学会了它在各种结构中的应用，与此同 时我们也发现了计算机强大的功能，为各种超静定结构的解答提供了一个特别方 便的解答。最后感谢老师在本学期对我的指导与帮助！结构矩阵分析原理与程序设计实习心得郑鑫 201207本学期我们开始结构矩阵分析原理与程序设计的学习，其中包括理论课时 第一章结构矩阵分析原理、第二章平面钢架静力分析的程序设计。其实，结构 矩阵分析的基本原理与传统的结构力学原理相同，只是把计算过程用矩阵运算来 表示，从而，是复杂多变的结构受力在计算机上实现。矩阵位移法分为一般刚度法和直接刚度法，二者基本原理相同，形成整体刚 度方程的方法不同，我们学习的是直接刚度法。理论课结束后，我们亲自上机把 所学的方法在计算机上逐步实现，从而提高我们对结构矩阵的学习兴趣及理解。此次上机实战不仅是知识的检验更是团队配合的较量，在得到老师给出的题 目之后，我们迅速有效地分配任务：把代码输入计算机程序，再进行调试程序， 调试完成后根据书中例题检验程序的正确性。在这一系列的过程中来不得半点粗 心大意，一个小小的错误，可以在结果中可以被放大数百倍数千倍。在程序编写 中，首先是要细致，要在理解程序的基础上输入程序，知道每个变量的定义，每 个子块的作用及其运算原理，结合 PAD 图理解，程序输错时可以在电脑提示下修 改，最后使程序运行成功。再者就是数据输入时的问题。数据输入前要对结构中 的节点单元进行编号，结构中的单元划分必须使个单元均质，等截面直杆；结点 编号先编可动支座，再编不可动支座，这主要是因为程序使用前后处理结合法。在这次课程程序设计中我学到了很多，就是我们在学习时一定要融会贯通， 理论结合实际，把自己所学到的知识要有能统一起来的能力。我们一定要有团队 合作意识，一定要相互学习相互探讨，这样我们才能将各自的问题达到及时的丁 正，同时加强我们的交流与合作。 还有就是感谢老师在这次学习中给我们的悉 心指导，在此感谢老师！