有限元法课程设计题目.doc
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《有限元法课程设计题目.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《有限元法课程设计题目.doc(32页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、计算力学课程设计任务书1用三角元程序计算求如下各单元的应力。 (图中几何尺寸、力学量自定)2用三角元程序计算求如下各单元的应力。 (图中几何尺寸、力学量自定)3用三角元程序计算求如下各单元的应力。 (图中几何尺寸、力学量自定)4用平面桁架程序计算求如下各单元的应力。(图中几何尺寸、力学量自定)5用平面刚架程序计算求如下各单元的应力。6KN4.8KN/m2.5cm218KN2.5cm36利用有限元软件进行: 带孔平板的有限元建模与受力分析7利用任意有限元软件进行: 受内外压筒体的有限元建模与应力变形分析8、直杆受集中拉伸外载情形下圣维南原理的数值验证及分析9、自选题目 各组可自行选择题目, 但自
2、选题目需在经老师认可。报告格式:封皮(“计算力学课程设计”,班级,完成人员,指导教师)内容:(设计题目,内容;设计用到的有限元法基本内容,包括原理,公式等;程序,结果;如用软件做设计,写出软件操作过程,截图),A4输出,左侧面订。以班级为单位,6月21日前交到建业楼409。三角元程序4.3.1本节利用平面三角元,对结构体进行离散处理,通过程序运算,可得出单元应力与节点处位移。程序适用于平面应力问题,如果对形成弹性矩阵子程序MODPS作适当修改,就可用于计算平面应变问题。程序适用于各种边界条件及各种载荷。4.3.2平面三角元程序框图 单 元 循 环 单 元 循 环 开 始对数组进行定义输入已知量
3、:NPOINT,NNODE,NELEM,NLOAD,NZERO,ZX,ZY,JJS,LNODE,COORD,LZERO计 算 半 带 宽NHBW对右端项ALOAD,总刚ASTIF充零调用形成弹性矩阵D的子程序MODPS调用形成应变矩阵B的子程序BMATPS 调用形成应力矩阵S的子程序DBE 形成单元刚度矩阵ESTIF 形成半带总刚度矩阵ASTIF形成右端项ALOAD调用方程GUASS子程序,输出节点位移ALOAD调用形成单元矩阵D的子程序MODPS调用形成应变矩阵B的子程序BMATPS调用形成应力矩阵S的子程序DBE将整体位移ALOAD转换成单元节点位移DISP计算单元应力STRESS输出单元
4、应力STRESS 结 束 4.3.3子程序说明本程序包含四个子程序,其主要功能分别是:1.MODPS(DMATX,YOUNG,POISS) 该子程序是形成弹性矩阵D的,D阵的平面应力问题表达式为: (4-56) 如果要计算平面应变问题,可将上式中弹性模量、泊松比值分别用、值代替。2、BMATPS(INELE,COORD,LNODE,BMATX,AREA,NPOIN,NELEM)该子程序用来计算应变矩阵B,B的表达式为: (4-57)3、DBE(DMATX,BMATX,DMATX)该子程序用来形成应力矩阵S,S阵的表达式为 (4-58)4、GUASS(NZERO,LZERO,ASTIF,NHBW
5、,ALOAD,NP2,NPOIT)该子程序是用来进行支座处理和解方程的,最后输出节点处位移分量。支座处理的基本原理是如果位移受到约束,则将其对应刚度对角元素变为1,该对角元素所对应的行和列的其余元素变为0,并且将右端项约束位移对应元素充为0。解方程应用带消去法,解出位移后,将节点位移分量存放在原来存放右端项的标识符ALOAD中,最后将ALOAD(节点位移)输出。4.3.4数组及变量说明1、 数组说明COORD 节点坐标数组LNODE 单元节点数组ALOAD 荷载(右端项)数组,解出位移后,将节点处的位移充于其中ESTIF 单元刚度矩阵,为66阶方阵ASTIF 总刚度矩阵,带状存贮DBMAT 应
6、力矩阵S阵,为36阶DMATX 弹性矩阵D阵,为33阶BMATX 应变矩阵S阵,为36阶STRES 单元应力矩阵,为31阶JJS 受载节点矩阵ZX 方向已知载荷向量ZY Y方向已知载荷向量DISP 单元节点位移矩阵 LZERO 约束位移矩阵2、 变量说明NPOIT 最大节点数NELEM 最大单元数NNODE 单元节点数(三角元中为3)NLOAD 最大受载节点数NZERO 最大约束位移个数YOUNG 弹性模量POISS 泊松比TE 板厚(假设t=1)NHBW 半带宽NP2 位移总数AREA 单元面积y232kg/cm2Mx14564-12模型图已知一对角受压的正方形薄板,厚度为1cm,荷载沿厚度
7、均匀分布,为2Kg/cm2,泊松比,求板内点的应力与位场。题中由于XZ 面及YZ面均为该板的对称面,所以只选取1/4部分作为计算模型如图4-12计算模型的输入数据有以下各量:NPOINNELEMNNODENLOADNZEROYOUNGPOISSTE643160.31.0JJS1ZX0ZY-1.0 ICOORD123456COORD(I,1)0.00.00.50.00.01.0COORD(I,2)1.00.50.50.00.00.0 编号数组123456LZERO13781012LNODEILNODE(I,1)1426LNODE(I,2)2553LNODE(I,3)32354.3.6平面三角元有
8、限元法程序c FOR FINITE ELEMENT DIMENSION COORD(6,2),LNODE(4,3),ALOAD(12),ESTIF(6,6), 1ASTIF(12,8),DBMAT(3,6),STRES(3),BMATX(3,6),DMATX(3,3), 1jjS(1),ZX(1),ZY(1),DISP(6),LZERO(6)c 输入已知数据 OPEN(1,FILE=D:NMXDATA.DAT) DATA NPOIN,NELEM,NNODE,NLOAD,NZERO/6,4,3,1,6/ DATA YOUNG,POISS,TE/.0,0.3,1.0/ DATA ZX/0.0/ D
9、ATA ZY/-1.0/ DATA JJS/1/ DATA LNODE/1,4,2,6,2,5,5,3,3,2,3,5/ DATA COORD/0.0,0.0,0.5,0.0,0.5,1.0,1.0,0.5,0.5,0.0,0.0,0.0/ DATA LZERO/1,3,7,8,10,12/C 计算半带宽 NHBW=0 DO 11 INELE=1,NELEM DO 11 I=1,NNODE DO 11 J=1,NNODE LN=IABS(LNODE(INELE,I)-LNODE(INELE,J) IF (LN.GT.NHBW) NHBW=LN11 CONTINUE NHBW=(NHBW+1)*
10、2 WRITE(1,*)半带宽 WRITE(1,12) NHBW12 FORMAT(1x,NHBW=,I3) NP2=2*NPOIN DO 50 I=1,NP2 ALOAD(I)=0.0 DO 50 J=1,NHBW ASTIF(I,J)=0.050 CONTINUEC 对单元循环 DO 70 INELE=1,NELEM CALL MODPS(DMATX,YOUNG,POISS) CALL BMATPS(INELE,COORD,LNODE,BMATX,AREA,NPOIN,NELEM) CALL DBE(DMATX,BMATX,DBMAT) DO 30 I=1,6 DO 30 j=1,6 ES
11、TIF(I,J)=0.0 DO 30 K=1,3 ESTIF(I,J)=ESTIF(I,J)+DBMAT(K,I)*BMATX(K,J)*AREA*TE30 CONTINUE DO 40 ID=1,NNODE DO 40 II=1,2 IH=2*(ID-1)+II IDH=2*(LNODE(INELE,ID)-1)+II DO 35 JD=1,NNODE DO 35 JJ=1,2 IL=2*(JD-1)+JJ IDL=2*(LNODE(INELE,JD)-1)+JJ-IDH+1 IF (IDL.LE.0) GOTO 35 ASTIF(IDH,IDL)=ASTIF(IDH,IDL)+ESTIF(
12、IH,IL)35 CONTINUE40 CONTINUE70 CONTINUEC 求右端项 DO 90 I=1,NLOAD IL=JJS(I)*2 ALOAD(IL-1)=ALOAD(IL-1)+ZX(I) ALOAD(IL)=ALOAD(IL)+ZY(I)90 CONTINUEC 支座处理、解方程 CALL GAUSS(NZERO,LZERO,ASTIF,NHBW,ALOAD,NP2,NPOIN) WRITE(1,*)单元应力 WRITE(1,*)单元号 x y xy DO 400 INELE=1,NELEM CALL MODPS(DMATX,YOUNG,POISS) CALL BMATPS
13、(INELE,COORD,LNODE,BMATX,AREA,NPOIN,NELEM) CALL DBE(DMATX,BMATX,DBMAT) DO 410 I=1,NNODE DO 410 J=1,2 LH=2*(I-1)+J MH=2*(LNODE(INELE,I)-1)+J DISP(LH)=ALOAD(MH)410 CONTINUE DO 420 I=1,NNODE STRES(I)=0.0 DO 420 J=1,6 STRES(I)=STRES(I)+DBMAT(I,J)*DISP(J)420 CONTINUE WRITE(1,430)INELE,(STRES(I1),I1=1,NNO
14、DE)430 FORMAT(1X,I5,1X,3F13.5,1X)400 CONTINUE STOP ENDC 求弹性矩阵D SUBROUTINE MODPS(DMATX,YOUNG,POISS) DIMENSION DMATX(3,3) DMATX(1,1)=YOUNG/(1.0-POISS*POISS) DMATX(1,2)=YOUNG*POISS/(1.0-POISS*POISS) DMATX(2,1)=DMATX(1,2) DMATX(2,2)=DMATX(1,1) DMATX(3,3)=YOUNG/(2.0*(1.0+POISS) RETURN ENDC 求应变矩阵B SUBROUT
15、INE BMATPS(INELE,COORD,LNODE,BMATX,AREA,NPOIN,NELEM) DIMENSION COORD(NPOIN,2),LNODE(NELEM,3),BMATX(3,6) IE=LNODE(INELE,1) JE=LNODE(INELE,2) ME=LNODE(INELE,3) BI=COORD(JE,2)-COORD(ME,2) BJ=COORD(ME,2)-COORD(IE,2) BM=COORD(IE,2)-COORD(JE,2) CI=COORD(ME,1)-COORD(JE,1) CJ=COORD(IE,1)-COORD(ME,1) CM=COOR
16、D(JE,1)-COORD(IE,1) AREA=(BJ*CM-BM*CJ)/2.0 DO 3 I=1,3 DO 3 J=1,63 BMATX(I,J)=0.0 CH=2.0*AREA BMATX(1,1)=BI/CH BMATX(1,3)=BJ/CH BMATX(1,5)=BM/CH BMATX(2,2)=CI/CH BMATX(2,4)=CJ/CH BMATX(2,6)=CM/CH BMATX(3,1)=BMATX(2,2) BMATX(3,2)=BMATX(1,1) BMATX(3,3)=BMATX(2,4) BMATX(3,4)=BMATX(1,3) BMATX(3,5)=BMATX(
17、2,6) BMATX(3,6)=BMATX(1,5) RETURN ENDC 求应力矩阵DB SUBROUTINE DBE(DMATX,BMATX,DBMAT) DIMENSION DBMAT(3,6),DMATX(3,3),BMATX(3,6) DO 3 I=1,3 DO 3 J=1,6 DBMAT(I,J)=0.0 DO 3 K=1,3 DBMAT(I,J)=DBMAT(I,J)+DMATX(I,K)*BMATX(K,J)3 CONTINUE ENDC 支座处理、解方程 SUBROUTINE GAUSS(NZERO,LZERO,ASTIF,NHBW,ALOAD,NP2,NPOIN) DIM
18、ENSION LZERO(NZERO),ASTIF(NP2,NHBW),ALOAD(NP2) DO 260 I=1,NZERO IZ=LZERO(I) ASTIF(IZ,1)=1.0 DO 210 J=2,NHBW ASTIF(IZ,J)=0.0210 CONTINUE J0=NHBW IF(IZ-NHBW.LE.0) J0=IZ DO 250 J=2,J0 M=IZ-J+1 ASTIF(M,J)=0.0250 CONTINUE ALOAD(IZ)=0.0260 CONTINUE KK=NP2-1 DO 290 K=1,KK IM=NP2 IF(NP2-K-NHBW+1.GT.0) IM=NH
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 有限元 课程设计 题目
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内