刚架有限元程序设计.ppt

1N 1m 1m 1m 计算各节点位移计算各约束反力计算各节点最大应力 刚架结构有限元程序设计 1Nm 2N 1m 单元应力 程序设计流程 一 前期准备工作 节点 编号 坐标单元 编号 节点组成 材料属性载荷 作用节点 方向 大小约束 作用节点 方向 二 中间实战环节 单元刚度矩阵 直接选用整体刚度矩阵 总自由度编号 对号入座节点力列向量 对号入座约束处理 去处奇异性 三 求解及后处理 解线性方程组得位移代入约束方程得反力代入单元本构方程得应力 编程要点 一 输入信息及其计算机语言描述 节点 编号 坐标单元 编号 节点组成 材料属性载荷 作用节点 方向 大小约束 作用节点 方向 1 节点定义 一维数组 编程要点 一 输入信息及其计算机语言描述 2 单元定义 两维数组 i表示单元编号 j包含单元节点数 节点号 材料属性号 截面特性号等 例 有限元计算编程要点 一 输入信息及其计算机语言描述 两维数组 i表示载荷编号 j包含载荷作用节点号 自由度号 大小 例 3 载荷定义 有限元计算编程要点 一 输入信息及其计算机语言描述 两维数组 i表示约束编号 j包含约束作用节点号 自由度号 值 例 4 约束定义 编程要点 1 总自由度自动编号程序 二 核心程序 总自由度编号整体刚度矩阵组装节点力列向量形成约束处理 i表示节点号 j位置表示节点局部自由度编号 初始置1 运行后数值为总自由度编号 节点码 局部自由度码 总自由度码对应关系数组 节点1节点2节点3节点4节点5节点6 目标函数 输出信息 确定每个节点的每个自由度对应整体自由度的编号 已知条件 输入信息 节点总数nTotalNode每个节点自由度数总数nNodeFreedom i表示节点号 j位置表示节点自由度顺序 数值表示总自由度号 整体编码数组充 1 整体编码数组生成 2 单元刚度矩阵生成程序 单元信息 单元刚度矩阵 3 总刚度矩阵生成程序 总刚置0 单刚装配 单元信息 单元节点总自由度编号 4 节点力向量生成程序 总节点力向量置0 填充非0节点力 5 约束 边界条件 处理程序 充大数法 6 解线性方程组 高斯消去法 7 求约束反力