计算结构力学
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发布时间:2022-05-13 19:54
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热心网友
时间:2023-10-24 05:09
计算机:
计算结构力学(computational structural mechanics)以数值计算的方法,用电子计算机求解结构力学中的各类问题,所以又称计算机化的结构力学。
简介:
用fortran语言,将一些结构问题编程,通过计算机进行计算、求解。
是土木工程专业必修课程之一。
计算力学的一个分支。它以数值计算的方法,用电子计算机求解结构力学中的各类问题,所以又称计算机化的结构力学。
20世纪50年代以来,计算结构力学的发展,使人们求解结构力学问题的能力提高了几个数量级。以静力学问题为例,50年代求解结构力学问题的规模,大约只是几十个未知数;到80年代初,已达到数以万计的未知数。以前求解整个结构的应力分布,不得不作很多甚至是过分的简化,所得结果往往不能令人满意;现在则可以对整架飞机、整艘轮船、整个建筑物作详细的应力分析,并得到令人满意的结果。
基本方法:
计算结构力学的基本方法是:先把结构作离散化处理,然后在计算机上进行各种结构分析和结构优化设计。所谓离散化处理,就是用有限个待求数去近似地表达待求的连续函数。为描述某一个结构,例如梁、框架、板、壳或它们的组合体上的每一点的应力或位移,需用定义该结构的连续函数。计算机虽不能准确地计算出这些连续函数,却可以计算出它们在有限个点上的近似值。在计算结构力学中 ,应用最广的离散化方法是有限元法、有限差分方法和加权残数法。这些方法各有优点和局限性。
分类:
根据引起非线性反应的根源,非线性结构力学问题可分两类:①材料非线性问题,或称物理非线性问题。这类问题的非线性反应是由结构材料的非线性本构方程引起的。例如,对于用一般的金属材料制成的结构,在应力超过比例极限点以后,结构的变形随外载的变化就是非线性的。一般地说,材料性质不仅和应变状态、应变速度有关,而且和变形的历史有关。因此,即使在小变形条件下,有时也须考虑这种非线性的本构关系。②几何非线性问题。这类问题的非线性反应是由结构的大变形和大位移梯度引起的。要解这类问题须考虑位移与应变的几何关系中位移的二阶导数项,并按照变形后的结构形状建立平衡方程。这时,要引入初应力矩阵(或称几何矩阵)和初位移矩阵(或称大位移矩阵)来修正结构的刚度矩阵。
除结构分析外,计算结构力学比传统的结构力学还多了结构优化设计方面的内容。结构优化设计的任务是在一定的约束条件下(例如满足强度和刚度要求、适应某些工艺条件等),按某种目标寻找最优的设计方案,例如寻求重量最轻、成本最低、刚度最大的设计方案。
为了更好地完成计算结构力学在结构分析和优化设计两方面的任务,还需要建立专门的结构软件系统。这类系统在70年代得到了迅速的发展和广泛的应用。
热心网友
时间:2023-10-24 05:09
我们学的是“包世华”版本的《结构力学》,有2个公式:W=3m-(2n+r)
m:钢片数
n:单绞数
r:支座链杆数
上面的公式是通用的。
W=2J-(b+r)
J:结点个数
b:链杆数
r:支座链杆数
上面的公式用于完全由铰接的连杆组成的结构体系。
你可以参考下啊!