结构力学课程设计

合集下载

结构力学课程设计报告(推荐五篇)

结构力学课程设计报告(推荐五篇)

结构力学课程设计报告(推荐五篇)第一篇:结构力学课程设计报告结构力学课程设计报告经过一周的学习和上机实习,我完成了老师布置的任务,也掌握了如何使用结构力学求解器进行杆系结构的分析计算,进一步掌握结构力学课程的基本理论和基本概念。

同时,通过这次的实习,我阅读了很多相关的设计框图并编写和调试了结构力学程序,进一步提高了运用计算机进行计算的能力,为后续课程的学习、毕业设计及今后工作中使用计算机进行计算打下良好的基础。

这次结构力学实习让我们充分的运用了所学过的结构力学理论知识,通过学习结构力学求解器的使用方法,让我理解了许多过去没搞明白的结构力学知识,并将这些知识融会贯通,形成了一个较好的对整个制作过程的把握。

一个星期的结构力学实习过程让我得到的不仅仅是通过我们自己努力所取得的成果,还让我收获了许多平时学习生活中没学到的东西。

首先,让我学会了如何把书本上的知识联系到实际设计中去.以前只知道抱着书本死啃,却没有参透其中的真正含义,当我们面对真正的问题急待解决时却无从下手,所以即使你学的再好也终究会被现实所淘汰.这也正印证了那句哲理:实践才是检验真理的唯一标准.通过这次难忘的经历让我深刻的体会到:理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

其次,通过这次设计还让我学到了许多平时课本中所未涉及到的内容,比如在做题计算过程中所必须用到的公式编辑器等等。

总之,如果你自己不去探索,也许你永远都不能接触到这些东西。

最后,同学之间的互助和老师的指点也是我能完成这次实习的重要因素。

但也发现了自身很多的不足,我对结构力学的许多知识的认识还停留在表面,并没有深度探究这些知识的联系,这让我花了不少时间,有待改进。

还有对计算结果数据的含义以及其实际运用还了解的不够透彻,比如像节点坐标、柱杆件关联号、梁杆件关联号等信息还不能巧加运用,仍需进一步学习。

结构力学I课程设计

结构力学I课程设计

结构力学I课程设计
引言
结构力学是土木工程的基础课程之一,它建立了工程力学的基本概念和原理。

本课程是土木工程专业必修课程,本课程的理解和应用对于工程师的成功至关重要。

为了更好地深入了解这门课程,本文将介绍一项结构力学I课程设计,该设计旨在帮助同学们更好地理解课程内容和应用技能。

课程设计概述
本次课程设计的目的是通过实际案例的分析和解决来阐述结构力学的应用。


计的内容包括两个方面:一是对于给定结构的合理分析和解决,二是对于计算机辅助设计运用的掌握。

设计案例
选定一栋三层住宅楼为本次课程设计的案例。

该建筑物的结构设计已经完成,
但未进行结构稳定性分析。

设计的任务是通过结构力学的方法分析该建筑物的结构,判断其稳定性,并进行必要的加固设计。

第一步:建立模型
首先,需要确定建筑物的几何尺寸和材料性质。

根据建筑的设计图纸,确定建
筑物的宽度、高度、跨度以及材料的种类和尺寸,建立建筑物的三维模型。

第二步:加载荷载
根据建筑物的使用情况和环境条件,加载荷载。

包括建筑物自重、雪荷载、风
荷载以及住宅楼中人员和物品的重量。

考虑到建筑物的实际使用情况,对于超载、非常载等特殊荷载的设计也需要进行考虑。

1。

结构力学教案

结构力学教案

结构力学教案1. 引言本教案旨在介绍结构力学的基本概念和原理,并提供学生研究和理解结构力学的必备知识和技能。

通过本教案的研究,学生将能够掌握结构力学的基本理论,理解结构力学在工程实践中的应用,并能够独立进行一些简单的结构力学计算和分析。

2. 教学目标本教案的教学目标包括:- 了解结构力学的概念和相关基本术语;- 理解结构承受外力和变形的基本原理;- 掌握结构受力分析和变形计算的基本方法;- 理解结构稳定性和破坏的基本原理;- 研究结构力学在工程实践中的实际应用。

3. 教学内容本教案的教学内容包括以下几个主要部分:- 结构力学的基本概念和定义;- 结构受力分析的基本原理和方法;- 结构变形计算的基本原理和方法;- 结构稳定性和破坏的基本原理;- 结构力学在实际工程中的应用案例介绍。

4. 教学方法本教案将采用以下教学方法:- 讲授:通过教师的讲解,介绍结构力学的基本理论和原理;- 案例分析:通过具体案例分析,帮助学生理解和应用结构力学的知识;- 实验演示:通过实验演示,直观地展示结构受力和变形的过程;- 讨论和互动:鼓励学生积极参与讨论和互动,促进学生的思维和问题解决能力的培养。

5. 教学评估为了评估学生对结构力学的研究情况,本教案将采用以下教学评估方法:- 课堂练:通过课堂练,检查学生对结构力学基本理论和原理的掌握情况;- 作业:布置适量的作业,检查学生对结构力学的应用能力;- 小组讨论和报告:通过小组讨论和报告,评估学生的思维和沟通能力;- 期末考试:采用综合性考试,全面评估学生对结构力学的综合理解和应用能力。

6. 教学资源教学过程中所需的教学资源包括:- 教材:《结构力学导论》;- 讲稿和课件:提供给学生作为研究辅助材料;- 实验设备与材料:提供给学生进行实验和演示的工具和材料。

7. 参考文献- 王建中, 《结构力学导论》,清华大学出版社,2018年。

- 钟平等, 《结构力学基础》,高等教育出版社,2019年。

结构力学课程设计框架图

结构力学课程设计框架图

结构力学课程设计框架图一、课程目标知识目标:1. 理解结构力学的基本概念,掌握结构力学的基本原理;2. 学会分析简单结构体系的受力情况,并能运用力学原理进行解答;3. 掌握结构力学中的杆件、梁、板、壳等基本构件的力学性质和计算方法;4. 了解结构稳定性、动力响应等高级结构力学问题,为后续学习打下基础。

技能目标:1. 能够运用结构力学知识解决实际问题,绘制结构力学框架图;2. 培养学生的空间想象能力和逻辑思维能力,提高分析和解决问题的能力;3. 学会使用结构力学相关软件,进行结构分析及设计。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对结构力学的兴趣,激发学生主动学习的热情;2. 培养学生的团队协作意识,提高学生的沟通与交流能力;3. 增强学生对工程伦理的认识,培养责任感和社会责任感。

本课程针对高中年级学生,结合结构力学课程性质、学生特点和教学要求,明确以上课程目标。

通过本课程的学习,学生能够掌握结构力学的基本知识,具备解决实际问题的能力,并形成积极的情感态度价值观。

课程目标的分解为具体的学习成果,为后续的教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 结构力学基本概念:包括力、受力分析、应力、应变、材料力学性质等;教材章节:第一章2. 杆件受力分析:杆件的拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等;教材章节:第二章3. 梁的受力分析:梁的弯曲、剪切、扭转、组合受力等;教材章节:第三章4. 板和壳的受力分析:板的弯曲、稳定性、壳体的受力特点等;教材章节:第四章5. 结构体系及受力分析:桁架、框架、空间结构等;教材章节:第五章6. 结构稳定性分析:稳定性基本概念、稳定性计算方法等;教材章节:第六章7. 结构动力响应:单自由度系统、多自由度系统、地震响应等;教材章节:第七章8. 结构力学软件应用:介绍结构力学相关软件,如CAD、SAP2000等;教材章节:第八章教学内容按照以上安排,保证科学性和系统性。

在教学过程中,教师需根据学生的接受程度和进度,适当调整教学内容,确保学生能够扎实掌握结构力学知识,为实际应用打下基础。

结构力学课程设计房屋

结构力学课程设计房屋

结构力学课程设计房屋一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握房屋结构的基本组成和受力原理,理解结构力学在房屋设计中的应用。

2. 使学生了解房屋结构类型及特点,能分析不同结构类型的优缺点。

3. 帮助学生掌握结构力学的基本计算方法和公式,并能应用于房屋结构的分析和设计。

技能目标:1. 培养学生运用结构力学知识进行房屋结构受力分析的能力。

2. 提高学生运用相关软件进行房屋结构设计和计算的能力。

3. 培养学生团队协作和沟通表达的能力,能就房屋结构设计问题进行有效讨论。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对结构力学的兴趣和热爱,激发其探究精神。

2. 增强学生的工程意识,使其认识到结构力学在工程实践中的重要性。

3. 引导学生关注房屋结构安全,培养其社会责任感和使命感。

分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式,使学生在掌握结构力学基本知识的基础上,能够运用所学知识分析和解决房屋结构设计中的实际问题。

课程目标具体、可衡量,以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果,并为后续的教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 房屋结构基本组成与受力原理:包括房屋结构体系、受力构件及其功能,重点讲解结构力学在房屋设计中的应用。

- 教材章节:第一章 结构力学基本概念- 内容列举:结构体系、受力构件、荷载作用、受力分析基本方法2. 房屋结构类型及特点:介绍常见的房屋结构类型,分析其优缺点及适用范围。

- 教材章节:第二章 房屋结构类型与特点- 内容列举:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构等3. 结构力学基本计算方法和公式:讲解结构力学中的基本计算方法,如截面力法、位移法等,并列举相关公式。

- 教材章节:第三章 结构力学计算方法- 内容列举:截面力法、位移法、力法、能量法等4. 房屋结构受力分析:运用结构力学知识,分析房屋结构的受力情况,包括梁、柱、板等构件的受力特点。

- 教材章节:第四章 房屋结构受力分析- 内容列举:梁、柱、板等构件受力分析,荷载组合与设计原则5. 房屋结构设计实践:结合实际案例,运用相关软件进行房屋结构设计和计算。

结构力学第四版上册课程设计

结构力学第四版上册课程设计

结构力学第四版上册课程设计
一、课程设计背景
结构力学是土木工程专业中非常重要的一门基础课程,它主要研究
建筑物和其他大型结构在外部载荷作用下的应力、应变和变形等力学
问题。

本课程设计旨在加深学生对于结构力学知识的理解,提高其分
析和解决问题的能力。

二、课程设计内容
1. 弹性力学
本部分主要涉及到弹性力学中的一些基本概念,如应力、应变、弹
性模量等,以及相关的计算方法。

弹性力学在结构力学中占有非常重
要的地位,是理解其他知识的基础。

2. 梁的静力学
在这一部分中,将介绍梁的静力学。

首先,要了解梁的概念和基本
原理,如受力分析、梁的截面特性、弯矩计算方法等。

其次,要了解
梁的各种受力情况,如集中力作用、均布力作用、弯矩和剪力图等的
绘制方法。

3. 简支梁的挠曲
这一部分旨在使学生对于简支梁的挠曲现象有更全面、深入的认识。

学习内容包括弯曲挠曲方程的推导、临界荷载和挠曲形态的计算方法。

结构力学教程上册教学设计

结构力学教程上册教学设计

结构力学教程上册教学设计前言结构力学是土木工程专业的一门重要课程,是建筑构造设计的基础。

其教学内容包括载荷分析、杆件与梁板分析、桁架分析、刚架系统及弹性地基分析等。

本文将介绍结构力学教程上册的教学设计。

教学目标通过本门课程的学习,学生应当掌握以下知识和能力:•基本力学概念,如受力、杆件、梁板等的定义和分类;•杆件受力分析方法,如简支梁、限制梁、悬臂梁等;•梁板受力分析方法,如单跨梁、悬臂梁板、多跨连续梁板等;•结构静力分析基本概念和方法,如杆件系统、梁板系统、桁架系统等;•能够运用教学中所学到的方法和理论,设计出简单的结构系统。

教学内容第一章基础力学知识•质点的基本概念•受力分析基础概念•牛顿定律、平衡力学原理•杆件受力分析基础概念和原理第二章杆件受力分析•简支梁的分析方法•限制梁的分析方法•悬臂梁的分析方法•实际应用案例分析与讨论第三章梁板受力分析•单跨梁的分析方法•悬臂梁板的分析方法•多跨连续梁板的分析方法•实际应用案例分析与讨论第四章结构静力分析基础•静力平衡原理•负载、约束与支反力的关系•桁架系统的结构分析方法•实际应用案例分析与讨论第五章力学模型建立•结构静力分析的数学模型•承载能力评估的模型•构件内力计算模型•实际应用案例分析与讨论教学方法教学方法是教学行为中的一种选择和组合,是指教师在教学过程中运用的教学方式和方法。

针对本门课程,推荐采用以下的教学方法:•讲授法:通过讲授教师详细讲解教学知识点,使学生掌握知识技能;•实验法:通过实验,让学生感受实际结构机械性能,加深对结构原理的理解;•讨论法:组织学生自主发言,讨论解决问题的有效方案。

教学评价课程的教学评价是对学生学习成果的检验、反馈和评价。

对于结构力学课程上册的教学评价,推荐采用以下方法:•课内小测验:每章课程结束后给学生出一些概括性的小问题,以检验学生掌握课程知识情况;•期中考试:针对本课程的知识体系,组织学生进行期中考试;•期末考试:对本门课程的知识体系进行全面的考察。

结构力学教程下册课程设计

结构力学教程下册课程设计

结构力学教程下册课程设计
一、课程背景
结构力学是土木工程中的核心课程,主要研究结构系统的受力性能及其稳定性。

本课程设计旨在通过搭建一个简单的桥梁模型,让学生能够深入了解结构力学的基本概念,理解桥梁结构的受力分析及其设计方法,并运用所学知识对桥梁进行简化的受力分析,完善桥梁设计。

二、设计目标
1.加深学生对结构力学的理解,在课程知识的基础上,提升学生对实际
结构的认知和理解;
2.通过实验设计,培养学生的动手能力、创新能力和合作能力;
3.增强学生对桥梁工程的实践操作和操作技能。

三、设计内容
1. 实验背景
学生在上完课程内容的前提下,通过此实验,能够充分理解课程中讲授的受力
分析方法和设计要素,发现课程与实践的差距,从而进一步提升课程实用性。

2. 实验准备
(1)实验所需材料和工具:竹片,胶水,细绳,衡器,斜秤,手动千分尺等。

(2)实验原理:选定一定跨度的桥梁,模拟车辆在桥上的情况,此时桥梁的
位移和形变会引起不同部位的应力产生,通过模拟小车在桥上行驶过程,观察桥梁模型的响应变化,从而分析桥梁结构的稳定性、抗压性、承载能力等重要参数。

(3)实验流程:
1。

结构力学老师讲课教案

结构力学老师讲课教案

结构力学老师讲课教案一、教学目标。

1. 了解结构力学的基本概念和原理。

2. 掌握结构力学的基本计算方法。

3. 能够应用结构力学知识解决实际工程问题。

二、教学内容。

1. 结构力学的基本概念。

2. 结构的受力分析。

3. 结构的位移和变形。

4. 结构的稳定性分析。

5. 结构的振动分析。

三、教学重点和难点。

1. 结构受力分析的方法和步骤。

2. 结构位移和变形的计算。

3. 结构的稳定性分析方法。

4. 结构的振动分析原理。

四、教学方法。

1. 理论讲解结合实例分析。

2. 计算实践和案例分析。

3. 课堂互动和讨论。

五、教学过程。

1. 结构力学基本概念的介绍。

结构力学的定义和研究对象。

结构受力的基本原理。

结构位移和变形的概念。

2. 结构受力分析。

结构受力分析的基本步骤。

结构受力分析的常用方法。

结构受力分析的实例分析。

3. 结构的位移和变形。

结构位移和变形的计算方法。

结构位移和变形的影响因素。

结构位移和变形的实例分析。

4. 结构的稳定性分析。

结构稳定性分析的基本原理。

结构稳定性分析的常用方法。

结构稳定性分析的实例分析。

5. 结构的振动分析。

结构振动分析的基本原理。

结构振动分析的常用方法。

结构振动分析的实例分析。

六、教学案例。

1. 某桥梁结构的受力分析。

根据桥梁结构的实际情况,进行受力分析和计算。

分析桥梁结构的受力特点和影响因素。

讨论桥梁结构的受力分析结果和改进方案。

2. 某建筑结构的位移和变形计算。

根据建筑结构的实际情况,进行位移和变形计算。

分析建筑结构的位移和变形特点和影响因素。

讨论建筑结构的位移和变形计算结果和改进方案。

3. 某塔吊结构的稳定性分析。

根据塔吊结构的实际情况,进行稳定性分析和计算。

分析塔吊结构的稳定性特点和影响因素。

讨论塔吊结构的稳定性分析结果和改进方案。

4. 某机械设备的振动分析。

根据机械设备的实际情况,进行振动分析和计算。

分析机械设备的振动特点和影响因素。

讨论机械设备的振动分析结果和改进方案。

结构力学课程设计

结构力学课程设计

有限差分法
用差分方程近似代替微分 方程,将连续问题离散化, 通过求解差分方程得到结 构响应。
边界元法
将微分方程的边值问题转 化为边界积分方程,通过 求解边界积分方程得到结 构响应。
结构设计规范与安全系数
结构设计规范
为确保结构的安全性、适用性和 耐久性,必须遵循国家相关结构 设计规范,如《建筑结构荷载规 范》、《建筑抗震设计规范》等。
课程内容与安排
静力学基础
材料力学基础
包括静力学公理、约束与约束力、物体的 受力分析、平面力系的简化与平衡等内容 。
包括材料的力学性能、轴向拉伸与压缩、 剪切与挤压、扭转、弯曲等内容。
结构力学分析方法
课程设计实践环节
包括位移法、力法、矩阵位移法、影响线 及其应用等内容。
包括简单结构的受力分析与设计、复杂结 构的建模与分析等内容,通过实践环节培 养学生的实践能力和创新能力。
案例三
某混合结构高层建筑设计。该案例介绍了混合结构高层建筑的结构特点、设计原理、施工 方法等内容,通过对混合结构案例的分析,学生可以了解混合结构高层建筑的设计方法和 施工要点。
大跨度空间结构案例分析
案例一
某大型网架结构设计。该案例详细阐述了大型网架结构的结构形式、设计原理、施工方法等方面的内容,帮助学生掌 握大跨度空间网架结构的设计方法。
材质均匀
钢材内部组织比较接近于匀质 和各向同性,具有一定的稳定
性。
易于加工
钢材可以较容易地加工成各种 形状和尺寸,以满足不同结构
设计的需要。
钢梁、钢柱及钢平台设计
钢梁设计
钢平台设计
根据荷载、跨度和支撑条件进行钢梁 截面选择、强度验算和稳定性分析。
根据使用功能、荷载和支撑条件进行钢 平台结构布置、构件选型和连接设计, 确保平台的刚度、强度和稳定性。

结构力学教学设计样例说明

结构力学教学设计样例说明

结构力学教学设计样例说明一、引言结构力学是工程领域中的重要基础课程,它主要研究物体在受力作用下的变形和破坏规律。

本文旨在介绍一种结构力学教学设计样例,通过该样例能够帮助学生更好地理解和掌握结构力学的基本概念和理论。

二、教学目标1. 理解结构力学的基本原理和概念2. 掌握结构力学的求解方法和应用技巧3. 能够分析和解决结构受力问题三、教学内容和教学方法1. 教学内容本样例以简支梁的受力分析为例,介绍结构力学的基本理论和方法。

具体包括梁的受力特点、内力分布计算、支座反力计算等内容。

2. 教学方法本课程采用问题导向的教学方法,通过实际问题案例的引入,引导学生主动思考和解决问题。

同时还采用多媒体辅助教学,结合动画、示意图等形式直观地展示结构受力情况,帮助学生理解和记忆概念和方法。

四、教学流程1. 引入问题引入简支梁受力问题,介绍梁的基本概念和受力特点。

2. 理论讲解介绍简支梁的受力分析方法,包括受力方程的建立和内力的计算公式。

3. 实际案例分析分析一个实际工程案例,引导学生应用所学理论和方法解决实际问题。

4. 计算练习提供一些计算题目,让学生独立完成,加深对理论和方法的理解和掌握。

5. 总结和讨论总结本节课的教学内容,引导学生回顾所学知识点,提出问题和疑惑进行讨论。

五、教学评估和反馈1. 教学评估采用小测验、作业和考试等方式对学生进行评估,测试他们对结构力学相关知识和方法的掌握程度。

2. 反馈根据评估结果,对学生的学习情况进行分析和反馈,及时发现和解决问题。

六、教学资源教学资源包括教材、多媒体课件、实验设备等。

教师可以根据实际情况选择适合的资源进行教学。

七、教学考虑与改进在实施教学设计时,应充分考虑学生的实际情况和学习需求,关注培养学生的实际应用能力和创新能力。

同时,根据评估结果和学生反馈及时调整教学方法和内容,不断改进教学效果。

结构力学作为一门基础课程,对于学生的综合素质和专业能力的培养具有重要意义。

结构力学课程设计

结构力学课程设计

结构力学课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解结构力学的基本概念,掌握结构静力学、材料力学的基础知识;2. 学会运用力学原理分析简单结构体系的受力情况,能够正确绘制结构受力图;3. 掌握梁、板、壳等常见结构元件的受力性能和计算方法;4. 了解结构稳定性和强度的基本原理,能够对简单结构进行安全评估。

技能目标:1. 培养学生运用结构力学知识解决实际问题的能力,能够独立完成结构受力分析;2. 提高学生动手操作能力,通过模型制作和实验,加深对结构力学原理的理解;3. 培养学生团队协作和沟通能力,能够就结构力学问题进行讨论和分析。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对结构力学的兴趣,激发学生学习热情,形成积极的学习态度;2. 增强学生的安全意识,认识到结构力学在工程领域的重要性和实际应用价值;3. 培养学生严谨、踏实的科学态度,注重实际操作与理论知识的结合。

课程性质:本课程为专业基础课程,旨在让学生掌握结构力学的基本知识和技能,为后续相关专业课程学习打下坚实基础。

学生特点:学生具备一定的物理和数学基础,但对结构力学的专业知识了解较少,需要从基本概念和原理入手,逐步提高。

教学要求:注重理论与实践相结合,以实例分析、模型制作和实验为主,激发学生兴趣,培养实际操作能力。

同时,注重培养学生的安全意识和团队协作精神。

通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际工程问题的分析和解决。

二、教学内容1. 结构力学基本概念:结构、荷载、支座、应力、应变等;2. 结构静力学分析:力的平衡、受力图的绘制、受力方程的建立与求解;3. 材料力学基础:弹性、塑性、剪切、扭转、弯曲等;4. 梁的受力性能分析:剪力图、弯矩图、梁的弯曲、剪切、扭转计算;5. 板壳结构分析:板的受力性能、壳体的稳定性计算;6. 结构稳定性分析:稳定性概念、稳定性计算、稳定性影响因素;7. 结构强度分析:强度概念、强度计算、强度校核;8. 结构力学在实际工程中的应用案例分析。

《结构力学》教学大纲2024

《结构力学》教学大纲2024

引言概述:《结构力学》是工程学中的一门基础课程,主要研究物体在受到外力作用时的力学行为和结构的静力学性能。

本文是关于《结构力学》教学大纲的详细阐述,旨在介绍课程的结构和内容,以及学习目标和教学方法。

正文内容:一、课程背景与意义1.结构力学的定义和作用a.结构力学的定义和基本概念b.结构力学在工程实践中的作用和意义2.课程背景及重要性a.工程学中的结构力学课程的地位和作用b.结构力学在相关专业和领域的应用3.学习目标和要求a.学习目标的总体规划b.学习任务和要求的说明c.课程主要的学习内容和教学方法二、课程大纲1.课程名称和学分2.教材选择和参考书目3.教学大纲的总体结构a.课程目标和学时安排b.教学内容和章节划分c.学习方法和考核方式三、课程内容详解1.静定结构力学a.受力分析和平衡条件b.内力和弯矩分布的计算c.静定结构的数学模型和求解方法2.静力学一般问题a.外力作用下的结构平衡b.杆件和结构的受力分析c.应力和应变的计算和分析3.变形与挠度a.弹性力学基础知识b.结构变形和挠度的计算c.静力学和变形关系的分析和应用4.材料力学与破坏分析a.材料力学基本概念和性质b.弹性和塑性材料的应力应变关系c.结构的破坏分析和安全评估5.结构稳定性和动特性a.结构稳定性的基本理论和实践b.结构动力学与振动分析c.结构的稳定性和动特性的应用四、教学方法1.理论教学与实践教学相结合2.课堂教学和实验教学的衔接3.案例分析和实际问题解决4.计算机仿真和模拟实验的应用五、总结在《结构力学》的教学大纲中,通过介绍课程的背景和意义,明确了学习目标和要求。

在详细阐述课程内容方面,包括了静定结构力学、静力学一般问题、变形与挠度、材料力学与破坏分析以及结构稳定性和动特性等主要内容。

教学方法上,强调了理论教学与实践教学相结合,通过案例分析和实际问题解决的方式培养学生的动手实践能力。

《结构力学》教学大纲的制定和实施将有助于学生全面理解和掌握结构力学的基本理论和应用方法,培养工程技术人员的分析和解决实际问题的能力。

结构力学的教案设计

结构力学的教案设计

结构力学的教案设计结构力学的教案设计1. 引言中国的高等教育一直以来都注重理论与实践相结合的教学模式,特别是在工程领域,结构力学作为一门重要的基础课程,对于培养学生的分析和解决实际结构问题的能力具有重要意义。

设计一个合理有效的结构力学教案对于学生的学习效果和能力培养非常关键。

本文将基于深度和广度的标准,提供一份结构力学的教案设计,旨在帮助学生理解和掌握该课程的核心内容。

2. 教学目标- 理解和掌握结构力学基本概念,包括刚体力学和弹性力学。

- 能够分析和计算结构物的受力和变形。

- 能够应用结构力学理论解决实际工程问题。

3. 教学内容和教学步骤3.1 理论部分3.1.1 刚体力学- 概念:介绍刚体的定义和特点。

- 平衡条件:讲解力的合成与分解,分析刚体的平衡条件。

- 力矩和力的偶:介绍力矩的概念和计算方法,讲解力的偶和力矩的平衡条件。

- 应用:通过例题和练习题,让学生掌握刚体力学的基本应用。

3.1.2 弹性力学- 概念:介绍弹性力学的基本概念,包括应力、应变和弹性模量。

- 轴向应力与应变:讲解轴向受力下的应力和应变关系,介绍胡克定律和弹性模量的计算。

- 剪切应力与应变:介绍剪切受力下的应力和应变关系,讲解剪切模量和剪切变形的计算。

- 弯矩与弯曲应力:讲解梁的弯矩和弯曲应力,介绍截面二次矩和抗弯矩的计算方法。

- 变形和应变能:讲解结构物的变形和应变能,介绍位移和弹性势能的计算方法。

3.2 实践部分3.2.1 实验教学- 弹性模量实验:设计一组弹性模量测量的实验,让学生通过实际操作来测定不同材料的弹性模量,并分析实验结果。

- 弯曲应力实验:设计一组梁的弯曲应力测量的实验,让学生通过实际操作来测定不同梁截面的最大弯曲应力,并比较不同材料和截面形状的影响。

3.2.2 工程案例分析- 实际工程案例:选取一些实际工程案例,如桥梁、楼房等,让学生分析和计算结构物的受力和变形,通过实际案例来应用结构力学的理论知识。

结构力学课设 -回复

结构力学课设 -回复

结构力学课设 -回复题目:基于某结构材料的建筑物结构力学分析与设计一、引言结构力学作为土木工程的重要基础学科,对于建筑物的结构设计与分析起着关键作用。

本课设旨在通过结构力学原理和方法,对基于某结构材料的建筑物进行力学分析和设计。

二、材料介绍在本课设中,选择某结构材料作为建筑物的主要构造材料进行研究和分析。

在此处简要介绍该结构材料的特性、强度指标等。

三、建筑物结构力学分析1. 建筑物受力分析:通过力学原理,对建筑物在不同荷载作用下的受力情况进行分析,包括静力平衡、受力传递等。

2. 结构荷载计算:根据建筑物的用途和规模,计算建筑物所受的静力荷载、动力荷载等,以确定结构的设计荷载。

3. 结构单元设计:对建筑物的主要结构单元,如梁、柱、墙等进行设计,包括截面形状参数的计算、受力性能的评估等。

4. 结构整体设计:将各个结构单元按照一定的布局和连接方式组合,形成整体的建筑物结构,考虑稳定性、刚度等方面的要求。

5. 结构强度校核:通过强度计算和校核,确定建筑物结构的强度是否满足设计要求,包括截面强度、极限承载力等的计算。

四、建筑物结构设计1. 结构材料选用:根据建筑物的设计要求和结构分析结果,选择合适的结构材料,并考虑其物理性质、强度参数、价格等因素。

2. 结构细化设计:在各个结构单元上进行细化设计,包括截面尺寸优化、受力状态计算等,以满足建筑物的使用要求。

3. 结构施工工序设计:在结构设计的基础上,考虑结构的施工工序和施工方法,确保施工过程中的安全性和有效性。

五、结论与展望通过对基于某结构材料的建筑物结构力学分析与设计的研究,得出相应的结论,并对未来的研究工作和建筑结构设计提出展望。

对于结构力学研究的重要性和应用前景进行总结。

注:在具体的结构分析和设计过程中,可以引用相关于结构力学的基本原理和方法,但不得直接引用具体的研究论文或书籍。

结构力学教案

结构力学教案

结构力学教案一、教学目标1. 理解结构力学的基本概念和理论。

2. 掌握结构力学的基本分析方法和计算技巧。

3. 能够应用所学知识分析和设计简单的结构。

二、教学内容1. 结构力学的基本概念2. 受力分析3. 应力分析4. 应变分析5. 弹性力学基础6. 杆件受力分析7. 三维受力分析8. 结构稳定性分析三、教学方法1. 讲授法:通过讲解理论知识,介绍实例,帮助学生理解和掌握结构力学的基本概念和理论。

2. 实验法:通过实验展示结构受力情况,让学生亲身体验并加深对结构受力情况的理解。

3. 讨论法:通过小组讨论或班级讨论,让学生互相交流经验和观点,促进思维碰撞,提高教育效果。

四、教材及参考书目1. 《结构力学》(第三版)王振宇等著高等教育出版社2. 《工程应用数学》(第二版)郑建华等著高等教育出版社3. 《结构力学实验教程》刘哲生等著中国水利水电出版社五、教学过程1. 结构力学的基本概念1.1 结构力学的定义和作用1.2 结构力学的基本概念和术语1.3 结构受力分析的基本原理2. 受力分析2.1 受力分析的基本概念和方法2.2 受力分析的常用工具及其使用方法2.3 受力分析实例讲解3. 应力分析3.1 应力概念及分类3.2 应力计算公式和计算方法3.3 应力分析实例讲解4. 应变分析4.1 应变概念及分类4.2 应变计算公式和计算方法4.3 应变分析实例讲解5. 弹性力学基础5.1 弹性模量及其应用5.2 泊松比及其应用5.3 弹性理论基础讲解6.杆件受力分析6.1 杆件受拉、受压、弯曲、剪切时的应变状态6.2 杆件受力分析的方法6.3 杆件受力实例讲解7.三维受力分析7.1 三维受力的基本概念7.2 三维应力和应变分析7.3 三维受力分析实例讲解8. 结构稳定性分析8.1 稳定性的概念和分类8.2 稳定性计算公式和计算方法8.3 稳定性分析实例讲解六、教学评估1. 学生平时表现(出勤、课堂表现、作业完成情况等)占总成绩的30%。

结构力学思政教案设计模板

结构力学思政教案设计模板

一、教学基本信息- 课程名称:结构力学- 授课教师:[教师姓名]- 授课班级:[班级名称]- 授课时间:[具体日期]- 授课学时:[具体学时]二、教学目标1. 知识目标:- 理解结构力学的基本概念和理论。

- 掌握结构受力分析和计算方法。

- 了解结构设计和分析的基本原则。

2. 能力目标:- 培养学生分析问题和解决问题的能力。

- 提高学生运用理论解决实际问题的能力。

- 增强学生的创新思维和团队协作能力。

3. 思政目标:- 引导学生树立正确的价值观和职业理想。

- 培养学生的爱国主义情怀和社会责任感。

- 提升学生的工程伦理意识和职业素养。

三、教学内容1. 章节内容:[具体章节,如:静定结构、超静定结构等]2. 教学重点:- [具体知识点,如:受力分析、内力计算、位移计算等]3. 教学难点:- [具体知识点,如:复杂结构的受力分析、内力分布规律等]四、教学过程1. 导入:- 通过实际工程案例引入课程内容,激发学生学习兴趣。

- 结合思政元素,引导学生思考工程与社会、与国家发展之间的关系。

2. 理论讲解:- 系统讲解结构力学的基本理论和方法。

- 结合思政教育,强调理论知识的重要性,培养学生的科学精神。

3. 案例分析:- 分析典型工程案例,让学生理解理论知识在实际工程中的应用。

- 通过案例分析,培养学生的实践能力和创新思维。

4. 互动讨论:- 针对教学难点,组织学生进行小组讨论,培养学生的团队协作能力。

- 结合思政元素,引导学生思考工程伦理问题,提高学生的社会责任感。

5. 实践环节:- 安排学生进行结构设计、分析等实践操作,提高学生的动手能力。

- 结合思政教育,强调实践的重要性,培养学生的职业素养。

五、教学评价1. 课堂表现:观察学生的课堂参与度、讨论积极性等。

2. 作业完成情况:检查学生作业的质量,了解学生对知识的掌握程度。

3. 实践报告:评估学生的实践能力和创新能力。

4. 思政表现:关注学生在课堂和实践活动中的思政表现,如爱国主义情怀、社会责任感等。

结构力学课程设计目的

结构力学课程设计目的

结构力学课程设计目的一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握结构力学的基本概念、基本理论和基本方法,培养学生分析和解决结构力学问题的能力。

具体来说,知识目标包括:了解结构力学的基本概念,掌握弹性力学的基本理论和方法,熟悉结构力学的分析和设计方法。

技能目标包括:能够运用结构力学的基本理论进行简单的结构分析和设计,能够熟练使用结构力学软件进行分析和计算。

情感态度价值观目标包括:培养学生对结构力学的兴趣和热情,提高学生的问题意识和创新意识,培养学生的团队合作精神和实践能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括弹性力学的基本理论、结构力学的分析和设计方法以及结构力学软件的应用。

具体来说,教学大纲如下:1.弹性力学基本理论:包括弹性力学的基本概念、弹性方程、应力应变关系、材料力学性质等。

2.结构力学分析方法:包括梁、板、壳等基本结构的受力分析、内力计算、变形计算等。

3.结构力学设计方法:包括结构设计的基本原则、结构优化设计、结构可靠性分析等。

4.结构力学软件应用:包括结构力学软件的基本功能、操作方法以及在实际工程中的应用等。

三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、案例分析法、实验法等。

具体来说:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握结构力学的基本概念、理论和方法。

2.案例分析法:通过分析实际工程案例,使学生了解结构力学在工程中的应用,提高学生的问题解决能力。

3.实验法:通过实验,使学生了解结构力学的实验方法和技巧,培养学生的实践能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。

具体来说:1.教材:选用权威、实用的教材,如《结构力学》、《弹性力学》等。

2.参考书:提供相关的参考书籍,如《结构力学教程》、《弹性力学基础》等。

3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,以丰富教学手段,提高学生的学习兴趣。

4.实验设备:配备必要的实验设备,如力学实验仪、计算机等,以支持实验教学。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

一、 课程设计题目 一)矩阵方程1. 利用全选主元的高斯约当(Gauss-Joadan )消去法求解如下方程组,并给出详细的程序注解和说明:⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∙⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡1536353424543214019753910862781071567554321x x x x x 2. 利用追赶法求解如下方程组,并给出详细的程序注解和说明。

⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∙⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡862031234567891011121354321x x x x x 3. 利用全选主元的高斯约当(Gauss-Joadan )消去法如下求解大型稀疏矩阵的大型方程组,并给出详细注解及说明。

⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧----=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧∙⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡4292728642-01-0100001-0402003-0001050006000102-00034-0002000006-00060020001-0087654321x x x x x x x x 二) 结构力学1. 试求解图示平面桁架各杆之轴力图,已知各材料性能及截面面积相同,27.90,210cm A Gpa E ==。

(注:在有限元分析中,桁架杆的模拟只能选择Ansys 的Link 单元)。

2. 试求解图示平面刚架内力图(轴力图、剪力图和弯矩图),已知各材料性能及截面面积相同,Gpa E 210=,泊松比0=μ。

3. 试求解图示平面刚架内力图(轴力图、剪力图和弯矩图),已知各杆432104.5,18.0,30m I m A Mpa E -⨯===。

KN101=二、 工作计划在老师给我们开完动员会以后,我们小组就进行了对要做那题进行讨论和分工,我做的是结构力学部分的第三题用位移法解出这道题。

(1)我在分工以后我就专一对结构力学部分第三题进行分析,因为有一个学期的时间没有接触结构力学,我在看完题后我就查找教材和网上的资料,看明白位移法的解题思路和特点。

(2)在明白位移法的解题思路后我就查找关于结构力学位移法经典例题的解题过程和老师所给课件上的解题过程。

从而对解决我所选择这题有个明了的思路。

(3)我开始老师所给课件的例题和查找的位移法经典例题解题过程解决这道题,在做这道题的过程中也遇到不理解的地方,最后在老师的帮助下我终于解出了这道题的结果,我把我做出的结果和我组用力法和ANSYS分析法所作出的结果进行比较,得出的结果基本相似,因为每种方法所用的条件不同,故答案有所误差,可以认为我们所做的答案是正确的。

课程负责人签名:指导教师签名:年月日年月日目录一:位移法介绍 (1)二:位移法主要内容 (1)三:元素刚度矩阵 (1)四:位移法解题步骤 (3)五:位移法结构分析 (5)六:结构力学题解题过程 (5)七:与其他方法结果对比和分析 (12)八:体会心得......................................... .14 九:参考文献......................................... .15结构力学课程设计一:位移法介绍位移法是以矩阵运算作为数学工具来处理结构位移计算的。

在结构力学的计算中,通过采用对结点位移作为基本未知量,进而通过矩阵的形式对各基本参数进行组织,编排,求出未知量的方法。

位移法解题思路为:首先对结构进行分析,确定独立的结点角位移和线位移的数量。

然后在每个独立的角位移上加上附加刚臂,每个独立的线位移上加上附加支座链杆,得到位移法的基本体系,再由基本体系与原体系等价根据平衡条件得到位移法典型方程,解位移法方程得到结点位移最后利用叠加原理得到结构的弯矩图。

二:位移法主要内容矩阵位移法主要内容包括两个部分:(1)单元分析,即将结构分解为有限个较小的单元,进行所谓的离散化。

对杆系结构,一般一根杆件或杆件的一段作为一个单元,分析单元的内力与位移的关系,建立单元刚度矩阵。

(2)整体分析,即将各单元又集成原来结构,要求各结构满足原结构的变形协调条件和平衡条件,从而建立整个结构的刚度方程,以求解原来的结构的位移和内力。

在杆系结构中,若单元只受轴力作用,则称为杆元素,如桁架;若单元不仅受轴力,还受剪力和弯矩的作用,则称为梁元素,如梁,刚架等。

三:元素刚度矩阵一般的平面杆件单元,每一杆端有三个杆端位移,即两个线位移和一个角位移;与此对应有三个杆端力,即两个集中力和一个集中力矩。

在局部坐标系(或称单元坐标系)轴与单元的的轴线重合,其正方向由单元始端i指向末端j。

杆端位移和杆端力统一以沿坐标正向为正,转角和力矩的正方向按照右手法则的方向,在图示坐标系中即为顺时针方向。

将单元(e)两个杆端的各杆端位移和杆端力分别按顺序组成列向量,可得到局部坐标系中的杆端位移向量和杆端力向量如下:单元(e)的杆端力和杆端位移之间的关系方程就是该单元的刚度方程,即其中,为局部坐标系中的单元刚度矩阵。

在矩阵位移法中,单元分析完成后,还要进行结构的整体分析。

整体分析是为了形成结构的整体刚度矩阵,建立整体结构的结点力和结点位移之间的关系,即整体刚度方程;然后根据整体结构各结点处的结点力与结点荷载之间的平衡条件建立位移法基本方程,由该方程解出结点位移。

结构的整体刚度方程可写成{F}=[K] {△}式中,{F} 为结构的整体结点力向量{△}为整体结点位移向量,[K]为整体刚度矩阵。

[K]可直接由各单元刚度矩阵集成得到。

集成的方法是根据各单元的局部和整体结点位移编码之间的关系,先将各单元刚度元素的下标局部编码换成整体编码,再将该元素叠加到整体刚度矩阵中与整体码对应的行和列的位置上,即所谓的“对号入座”。

该集成方法反映了整体结构的变形协调条件和平衡条件(未考虑结点荷载)。

集成时可采用先处理法将位移边界考虑进去,从而使整体刚度矩阵成为非奇异矩阵。

四:位移法解题步骤用矩阵位移法分析平面结构的一般步骤为:(1)划分单元,并对单元和结点位移进行编号,选取整坐标和局部坐标系。

(2)建立局部坐标系中的单元刚度矩阵,并经坐标变换得到整体坐标系中的单元刚度矩阵。

(3)按“对号入座”集成整体刚度矩阵。

(4)计算各单元的固端力,形成局部坐标系中的单元等效结点载荷向量,并变换成整体坐标系中的单元等效结点载荷向量,再集成结构的整体等效结点载荷向量。

(5)如整体刚度矩阵采用后处理法形成,则引入支撑条件,修改结构原始刚度矩阵。

(6)解位移法基本方程,求出结点位移。

(7)计算结构各杆(单元)的杆端力,最后杆端力应等于等效节点载荷引起的杆端力与单元固端力之和。

对于平面钢架用矩阵位移法进行分析并编制相应程序计算,可按下面的程序框图进行编程。

除了上述利用位移法基本体系在附加约束处的平衡条件来建立位移法的典型方程的方法,还可以直接由原结构的结点和截面平衡来建立位移法的方程。

具体步骤为:(1)结点位移分析 对结构进行分析,确定独立的角位移和线位移的数量,即确定位移法的基本未知量。

(2)确定基本体系 在每个独立的角位移上加上附加刚臂,每个独立的线位移上加上附加支座链杆得到位移法基本体系。

(3)列位移法方程 根据基本体系与原体系等价,由平衡条件列出位移法方程。

(4)作弯矩图 为计算附加约束上的反力,分别作出位移法基本结、构在荷载单位位移作用下的弯矩图。

(5)计算反力与反力系数 根据平衡条件,求出单位位移作用下附加约束上的力,系数,及单位位移作用下附加约束上的反力(自由项)。

(6)求结点位移 解位移法方程得到结点位移。

(7)作最终弯矩图 利用基本结构的荷载弯矩图和单位位移弯矩图,根据叠加原理求出杆端弯矩,然后用简支梁法作每个杆段弯矩图。

(8)作剪力图和轴力图 由杆件平衡利用杆端弯矩可计算出杆端剪 力并作图,再根据结点平衡计算出各杆的轴力并作图。

五:位移法结构分析位移法结构分析的步骤为:(1)选定结构总体坐标系,进行结点及元素编号;(2)按照编号顺序列出结点位移向量列阵及结点力向量列阵; (3)建立元素在总体坐标下的刚度矩阵; (4)用集合方法建立总体刚度矩阵; (5)利用给定位移边界条件,求得结点位移; (6)求得结构的支反力,结点力,内力等。

六:结构力学题解题过程3. 试求解图示平面刚架内力图(轴力图、剪力图和弯矩图),已知各杆432104.5,18.0,30m I m A Mpa E -⨯===。

KN101=解:1F134(1) 结构离散化将结构划分为4个结点,3个单元,截面积A=0.18m 2,惯性矩I=5.4×10-3m 4。

(2)求结点载荷首先需求局部坐标系中固定端内力{F 0}e 。

7.812510<a>单元1<b>单元3====18.75KN单元1===7.8125KN •m====10KN单元二====10KN •m在局部坐标系下单元载荷列向量单元1 单元2 单元3{}0.F 1= ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-8125.775.1808125.775.180 {}0.F 2= ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡000000 {}0.F 3= ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-1010010100为求出在整体坐标下的载荷列向量,先求单元得坐标转换矩阵[]T 。

单元1,2 α=00[]T 1=[]T 2=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--10cos sin 0000sin cos 0000001000000cos sin 0000sin cos αααααααα =⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡100000010000001000000100000010000001单元3 α=900[]T 3=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--1000000cos sin 0000sin cos 0000001000000cos sin 0000sin cos αααααααα=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--100001000010000000100000001000010求个单元在整体坐标下的等效结点载荷{}TT P 10-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-{}{}{}{}1020110108125.775.1808125.775.180⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧--=-=P P F F{}2P []{}{}{}20302202000000⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=-=P P F T T{}[]{}{}{}30204303301001010010⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=-=P P F T P T求刚架的等效结点载荷{}0p{}0p {}{}{}=++=32010p p p ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧---0000008125.7175.1808125.775.180⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧+000000000000+⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧-1001000010010000⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧----=100100008125.1775.18108125.775.180{}[]Tp 1001001008125.4775.18108125.775.180-----=(3)求单元刚度矩阵表达式由于单元1、2的尺寸相同,材料弹性模量相同,故[][]21K K =[]=e K ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------l EI l EI lEI l EI l EI l EI l EI l EI l EA l EAl EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EA l EA 460260612061200000260460612061200000222323222323 则[][]==21K K ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------2592001555201296001555200155520124416015552012441600021600000021600001296001555200259200155520015552012441601555201244160002160000002160000[]⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---------=162000607508100060750060750303750607503037500013500000013500008100060750016200060750060750303750607503037500013500000013500003K(4)、求整体坐标系中的[]eK单元1、[][][][][]⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡===25920015552001296001555200155520124416015552012441600021600000021600012960015552002592001555200155520124416015552012441600216000000216000012212111211111111K K K K K T K T K T 单元2[][][][][]123323222322222222_K K K K K K T K T K T =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡===⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡ 单元3[][][][]⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡==162000060750810006075001350000001350000060750030375607500303758100006075016200006075001350000001350000060750030375607500303753223243443423333K K K K T K T K T(5)、求结构刚度矩阵[]K利用刚度集成法[]⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡++=3443422332323242233222221221121121110000K K K K K K K K K K K K K(6)、建立原始平衡方程式⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡++432143213443422332323242233222221221121121110000P P P P K K K K K K K K K K K K δδδδ (7)、引入约束条件解方程组由于1为固定支座,4为固定端,则0u 44411=====A u v v .则建立平衡方程为⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----------129600155520012960015552000155520124416015552012441600002160000002160000012960015552006804000607501296001555201244160015988320155520002160000607500435037500001296001555200259200⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡3332221θθθv u v u ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=3332221W Q P W Q P W ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=01008125.4775.18108125.7解得:⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡3332221θθθv u v u =⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--0214.057615.000256.0001217.002037.0002472.001956.0 ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡W Q P Q P 44411=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡----0162000060750000001350000000050750030375000015552012441601555200000021600000=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡3332221θθθv u v u =⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--742.15357.27765.14072.19427.5 求得弯矩图,剪力图,轴力图,如下图所示七:与其他方法结果对比和分析力法结果:ANSYS 分析结果:最后得到位移和受力以及弯矩力:PRINT F SUMMED NODAL LOADS***** POST1 SUMMED TOTAL NODAL LOADS LISTING *****LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0THE FOLLOWING X,Y,Z SOLUTIONS ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEMNODE FX FY FZ1 14465. -27522.17 -20000.32 5534.8 -19978.62 10000.TOTAL VALUESVALUE -0.85493E-09 -37500. 0.0000位移:PRINT U NODAL SOLUTION PER NODE***** POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING *****LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN THE GLOBAL COORDINATESYSTEMNODE UX UY UZ USUM1 0.0000 0.0000 0.0000 0.00002 0.25624E-02 -0.20387E-01 0.0000 0.20547E-0117 0.32225 -0.10194E-01 0.0000 0.3224132 0.0000 0.0000 0.0000 0.000062 0.25624E-02 -0.57615 0.0000 0.57616弯矩:NODE MX MY MZ1 0.15024E-12 -0.72235E-12 15930.上图是我用位移法和另外两个小组成员,用力法和ANSYS分析方法得出的结果,进行的柱状图的对比。

相关文档
最新文档