Acad第3讲讲稿
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Acad第3讲讲稿
第一篇:Acad第3讲讲稿
第三讲:AutoCAD常用绘图编辑命令(4学时上机4学时)
一、块操作(P182)
通常,可将常用的符号、零件、部件等做成块,建立专用的或通用的图库。
使用时,可用插入块的方法来拼装设计图。
这样既可减少大量的重复工作,又可提高绘图的效率和质量。
㈠名词解释:
基点:
在创建块的过程需指出一个点,它在插入时作为参考点,此点称为基点。
插入点:
把创建好的块插入当前图形中时的定位点称为插入点。
㈡创建块的命令:
①菜单:
绘图→块→创建②命令行:block或b ③工具栏:绘图工具栏中的㈢创建块的步骤:
启动block命令后,会弹出“块定义”对话框:1.在“名称”框中输入块名;
2.点击“选择对象”按钮,则转入绘图窗口中;
3.用鼠标选择完图形对象并按Enter键(或单击鼠标右键)后,“块定义”对话框又弹出;
4.点击“拾取点”按钮,又转入绘图窗口中;
5.在图形中选中一点(或在命令行输入点的坐标)后,“块定义”对话框又弹出;
6.点击“确定”按钮后完成一个块的创建。
㈣插入块的命令:
①菜单:
插入→块②命令行:insert ③工具栏:绘图工具栏中的㈤插入块的步骤:
启动insert命令后,会弹出“插入”对话框:
在“名称”框中输入欲插入的块名或点击“浏览”选择欲插入的块;
在“插入点”下面选中“在屏幕上指定”,其它可采用默认设定,然后点击“确定”,这时转入到绘图窗口。
指定插入点后完成块的插入。
若要再插入块,可在绘图区单击鼠标右键,则弹出一个菜单,选中“重复插入块”即可。
㈥保存块(Wblock)
1.功能:将块或对象以.dwg图形文件存盘。
2.命令:Wblock或w
3.将块或对象保存的步骤: 启动wblock命令后,弹出“写块”对话框:
①在“源”栏中指定要写到文件的块(或对象)。
块:指定要保存为文件的块。
整个图形:选择当前图形作为一个块。
对象:指定要保存为文件的对象。
②从“块”列表中选择要保存为文件的块名。
③在“目标”栏中,输入文件名及路径。
④点击“确定”按钮。
此时,块被保存为图形文件。
㈦块的属性
1、块属性的概念:
块的属性是附着在块上的文本信息,它是块的一个组成部分,当插入块时可以改变这些文本信息。
例如可以将标题栏定义成一个带属性的块,插入标题栏时,AutoCAD会提示用户输入有关的文字。
又例如,在机械制图中经常使用表面粗糙度符号,如果将符号图形和属性定义成一个块,每次插入粗糙度符号时,AutoCAD都会提示输入糙度数值,可以输入不同的粗糙度数值,从而提高标注效率。
块的属性由三部分组成:①属性标记(属性名称);②提示文字;③属性值。
它们都是数字、字母、符号或文字组成的字符串。
缺省情况下块不带属性,如果要使用块的属性,必须先定义属性,然后创建带属性的块,插入块时才能输入属性值,屏幕上才能显示属
性值。
根据需要还可以编辑属性值,将属性值提取到文本文件中,创建明细表或供数据库使用。
2、定义属性
1)在命令行中输入 attdef(或att),则弹出“属性定义”对话框:
2)在“属性定义”对话框中指定插入点,点击“拾取点(P)”,则转入到绘图窗口中,可点击鼠标确定文本放置的位置。
3)然后设置属性(包括标记、提示、初始值、文字样式、文字高度、旋转角等选项。
)
4)点击“确定”按钮。
3、创建带属性块的步骤
先画图形,再在图形相应位置定义属性,最后用block命令来创建块,只是创建块时要将图形对象和属性全选中。
4、插入带属性的块
只要用insert命令插入块即可,但当块名称及插入点等选择好后,AutoCAD会提示已经为属性指定的文字串。
以后这个块的每个引用都可以有为属性指定的不同值。
如果要同时使用几个属性,请分别创建每个属性,然后将它们包含在同一个块中。
㈧例子
例:利用“带属性的块”创建粗糙度符号并使其在插入时可随时更改粗糙度的值。
A、创建带属性的粗糙度符号块
1、用绘图命令画出粗糙度符号
2、在命令行键入att并回车,则弹出“属性定义”对话框;
3、在“标记”空框中输入“ra”;在“提示”空框中输入“请输入粗糙度值”;在“值”空框中输入“12.5”;将“高度”值改为5;
4、点击“拾取点”按钮,则“属性定义”对话框隐藏,系统进入到绘图画面;
5、点击所画粗糙度符号的A处,则“属性定义”对话框又显示出;
6、点击“确定”按钮,此时粗糙度符号变为
7、点击绘图工具栏的图标来创建块,则弹出“块定义”对话框;
8、输入块名称,在“基点”项目处点击“拾取点”拾取块插入时的基点,在对象项目处点击“对象”,选择粗糙度符号及属性“RA”
9、点击“确定”按钮。
B、插入粗糙度符号到图中并改变粗糙度值
1、点击绘图工具栏中的图标,则弹出“插入”对话框;
2、在“名称”空框中选中“ra”,点击鼠标将“插入点”及“旋转”下面的小框打勾;
3、点击“确定”按钮;
4、在图中选择插入点后点击鼠标左键,此时在命令行出现提示:“指定旋转角度<0>:”,在命令行输入角度后又出现提示:“请输入粗糙度值<12.5>:”
5、在命令行键入6.4并回车,完成插入(见下图)。
注意:当需要如下图插入粗糙度符号时
可在“插入”对话框的“旋转”菜单中将角度改为180(如下图)此时得到的粗糙度符号如下图
为了改变6.4的角度使其翻转过来,可用鼠标选中图中6.4位置并双击鼠标左键,则弹出下面“增强属性编辑器”对话框:
选中“文字选项”菜单,并把“旋转”框中的角度改为0即可达到要求(如下图)。
5、已定义属性块的修改:
①菜单:
修改→对象→属性→块属性管理器②命令行:battman 则弹出下面对话框:
点击右边的“编辑”按钮,则可对已定义的属性块进行修改。
二、复制对象(copy)命令(P92)
㈠功能:
对图形进行复制。
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→复制②命令行:copy或cp、co ③工具栏:修改工具栏中
的㈢说明:
启动copy命令后,在命令行出现提示:选择对象:
通过构造选择集的方式选取对象并按Enter键后,又出现提示:指定基点或位移,或者 [重复(M)]: 1.进行单一复制:
若点击鼠标指定两点,AutoCAD 将以第一点作为基点,以两点所确定的位移放置单一副本。
若指定一点,然后按Enter键,AutoCAD 将以原点和指定点之间的位移放置一个单一副本。
2.进行多重复制:
若输入M,则可进行多重复制。
此时出现提示:指定基点: 用鼠标点击指定基点后,又出现提示:指定位移的第二点或<用第一点作位移>: 用鼠标点击一点将对象复制到屏幕上后,又出现提示:指定位移的第二点或 <用第一点作位移>: ……
可多重复制,直到按Enter键结束该命令。
例:利用copy命令完成下图中的圆,注意利用极轴追踪找方向,用直接距离输入找圆心。
三、移动对象(move)命令(P96):
㈠功能:
将图形从一个地方移动到另外的地方。
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→移动②命令行:move或m ③工具栏:修改工具栏中的㈢说明:
启动move命令后,在命令行出现提示:选择对象:
通过构造选择集的方式选取对象并按Enter键后,又出现提示:基点或位移:
用鼠标指定基点后,出现提示:
指定位移的第二点或 <用第一点作位移>:
用鼠标指定点后,将对象移动至该点。
要想非常精确地移动对象,请使用捕捉模式、坐标、夹点和对象捕捉模式。
四、偏移(offset)命令(P93)
㈠功能:
在距现有对象指定的距离处创建新对象或创建通过指定点的新对象。
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→偏移②命令行:offset或o ③工具栏:修改工具栏中的㈢说明:
启动offset命令后,在命令行出现提示:指定偏移距离或[通过(T)]<当前值>:
1.若指定一个距离按Enter键当前值为偏移距离,则出现提示:选择要偏移的对象或 <退出>:
可选择一个对象或按Enter键结束命令,则出现提示:指定点以确定偏移所在一侧:
在要偏移对象的一侧指定点,完成offset功能。
AutoCAD重复这两个提示,因而可以连续创建多个偏移对象。
如果要结束命令,可以在“选择要偏移的对象”提示下按Enter键。
2.若输入T,则出现提示:选择要偏移的对象或 <退出>:
可选择一个对象或按Enter键结束命令,则出现提示:指定通过点:
指定一个点,则对象偏移后将通过这点。
AutoCAD 重复这两个提示,因而可以连续创建多个偏移对象。
如果要结束命令,可以在“选择要偏移的对象”提示下按Enter键。
实例:
五、阵列(array)命令(P93)
㈠功能:
按照矩形或环形排列复制多个物体
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→阵列②命令行:array或ar ③工具栏:修改工具栏中的㈢说明:
启动array命令后,出现“阵列”对话框:
在“阵列”对话框中,用户可选择建立矩形阵列和环形阵列。
对话框中各框的含义如下:
1、“行”和“列”编辑框:用于输入矩形阵列的行数及列数(缺省值都为4)。
2、“偏移距离和方向”选区:用于输入矩形阶列的行偏移、列偏移和阵列角度。
选择中的对应按钮是用于在图形区域中用鼠标选取对应的行间距、列间距和阵列角度:
3、“选择对象”按钮:用于在图形区域中选择需要阵列的对象:注意:
1、若行偏移值为负值,则阵列后增加的行将被加到原始对象的下方;若列偏移值为负值,则阵列后增加的列将被加到原始对象的左方。
2、若环形阵列的“填充角度”值为正值,则将原始对象按逆时针方向阵列;若环形阵列的“填充角度”值为负值,则将原始对象按顺时针方向阵列。
实例:
六、镜像(mirror)命令(P92)
㈠功能:
将一个或一组对象镜像复制
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→镜像②命令行: mirror或mi ③工具栏:修改工具栏中的㈢说明:
启动mirror命令后,在命令行出现提示:选择对象:
选中对象并按Enter键确认后,出现提示:
指定镜像线的第一点:
指定直线的第一点后,出现提示:
指定镜像线的第二点:
指定直线的第二点后,出现提示:是否删除源对象?[是(Y)/否(N)] : 输入Y或N后完成镜像复制。
实例:
七、旋转(rotate)命令(P97)
㈠功能:
将选定对象旋转一定角度。
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→旋转②命令行:rotate或ro ③工具栏:修改工具栏中的㈢说明:
启动rotate命令后,在命令行出现提示:
UCS 当前的正角方向:ANGDIR=逆时针
ANGBASE=0 选择对象:
选中对象并按Enter键确认后,出现提示:指定基点:
指定一点后出现提示:
指定旋转角度或 [参照(R)]:
指定一个角度(或输入 r)完成旋转。
实例:
1、2、将下图的五角星转正
八、比例缩放(Scale)命令(P98)
㈠功能:
将选定对象按一定比例缩小或放大。
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→比例②命令行: scale或sc ③工具栏:修改工具栏中的㈢说明:
启动scale命令后,在命令行出现提示:选择对象:
选中对象并按Enter键确认后,出现提示:指定基点:
指定一点后出现提示:指定比例因子或 [参照(R)]:
指定一个比例或输入 r完成比例缩放。
比例因子:
大于 1 的比例因子使对象放大,介于 0 和 1 之间的比例因子使对象缩小。
参照:
指按参照长度和指定的新长度比例缩放所选对象。
当输入r后,出现提示:指定参考长度 <1>:
指定一个距离或按Enter键确定当前值,又出现提示:指定新长度:
指定一个距离完成比例缩放。
九、修剪(trim)命令(P101)
㈠功能:
用其它对象定义的剪切边来修剪对象
当两个以上的对象相交叉而且又不需要多余部分时,可用其中一个对象作为剪切边,将其它对象的多余部分作为修剪对象,从而剪去多余部分。
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→修剪②命令行:trim或tr ③工具栏:修改工具栏中的㈢说明:
启动trim命令后,在命令行出现提示:当前设置: 投影=UCS 边=无选择剪切边...选择对象: 选中作为剪切边的对象并按Enter键后出现提示:选择要修剪的对象或 [投影(P)/边(E)/放弃(U)]: 选中要修剪对象的多余部分,则多余部分被修剪掉,出现提示:选择要修剪的对象或[投影(P)/边(E)/放弃(U)] 选中另一个要修剪对象的多余部分或按Enter键结束命令。
实例:将limits设置成120,90,画下面图,利用极轴追踪方法绘出下图中的斜线,利用修剪命令辅助画里面的图形。
注意:插入的块不能直接用trim命令进行修剪,须先用explode 命令将块分解。
十、延伸(extend)命令(p102)
㈠功能:
用于将选定的图形对象延伸到指定边界
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→延伸②命令行:extend或ex ③工具栏:修改工具栏中的㈢说明:
启动extend命令后,在命令行出现提示:当前设置: 投影=UCS 边=无选择边界的边...选择对象: 选中作为边界的对象并按Enter键后出现提示:选择要延伸的对象或 [投影(P)/边(E)/放弃(U)]: 选中要延伸的对象,则该对象被延伸到指定边界处,又出现提示:选择要延伸的对象或[投影(P)/边(E)/放弃(U)]: 选中另一个要延伸的对象或按Enter 键结束命令。
例:修剪或延伸下面左图,使之变为下面右图。
十一、倒角(chamfer)命令(P104)
㈠功能:
给对象的边加倒角
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→倒角②命令行:chamfer或cha ③工具栏:修改工具栏中的㈢说明:
启动chamfer命令后,在命令行出现提示:(“修剪”模式)当前倒角距离 1 =10,距离 2 =10
选择第一条直线或 [多段线(P)/距离(D)/角度(A)/修剪(T)/方法(M)]:1.若选中一条直线,则出现提示:选择第二条直线:
指定第二条直线,则按前面提示中的倒角距离将两直线间的尖角倒钝。
2.若输入P,则出现提示:选择二维多段线: 选中一条连续的且带有尖角的多段线,则按前面提示中的倒角距离将所有尖角倒钝。
3.若输入D,则修改当前倒角距离,出现提示:指定第一个倒角距离<10.0000>: 输入第一个倒角距离后,出现提示:指定第二个倒角距离 <10.0000>: 输入第二个倒角距离后,结束此命令。
4.若输入M,则设置当前倒角方法,出现提示:输入修剪方法 [距离(D)/角度(A)] <角度>: 输入D或A,则设定按距离或按角度方式倒角,并结束此命令。
5.若输入A,则设置按角度方式倒角时的倒角长度和角度,出现提示:指定第一条直线的倒角长度 <20.0000>: 输入倒角长度后,出现提示:指定第一条直线的倒角角度<0>: 输入倒角角度后,结束此命令。
6.若输入T,则设置倒角时的是否修剪掉原来的尖角,出现提示:
输入修剪模式选项 [修剪(T)/不修剪(N)] <修剪>: 输入Y或N,结束此命令。
实例:利用倒角命令将下面的上图变为下图
十二、倒圆角(fillet)命令(P105)
㈠功能:
给对象的边加圆角。
若被选中的直线不相交,那么AutoCAD延伸或修剪它们使其相交。
㈡调用命令的方式:
① 菜单:
修改→圆角② 命令行:fillet或f ③ 工具栏:修改工具栏中的㈢说明:
启动fillet命令后,在命令行出现提示:当前模式: 模式 = 修剪,半径 = 10.0000 选择第一个对象或 [多段线(P)/半径(R)/修剪(T)]: 1.若选中一条直线,则出现提示:选择第二个对象: 指定第二条直线,则按前面提示中的半径将两直线间的尖角倒圆。
2.若输入P,则出现提示:选择二维多段线: 选中一条连续的且带有尖角的多段线,则按前面提示中的半径将所有尖角倒圆。
3.若输入R,则修改当前倒角半径,出现提示:指定圆角半径 <10.0000>: 输入圆角半径后,结束此命令。
7.若输入T,则设置倒圆角时的是否修剪掉原来的尖角,出现提示:输入修剪模式选项 [修剪(T)/不修剪(N)] <修剪>: 输入Y或N,结束此命令。
实例:将左下面多段线加上R10的圆角
十三、打断(break)命令(P103)
㈠功能:
将对象的一部分删除或把对象分解为两部分。
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→打断②命令行:break或br ③工具栏:修改工具栏中的㈢说明:
启动break命令后,在命令行出现提示:选择对象:
选中对象上的一点,AutoCAD 不仅选择对象,并且把选择点当作第一断点。
出现提示:指定第二个打断点或[第一点(F)]:
若指定第二个断点,则两个断点之间的线段被删除。
若输入f,则用新指定的点替换原来的第一断点。
出现提示:指定第一断点:指定第一断点后,出现提示:指定第二断点:
指定第二个断点后,两个断点之间的线段被删除。
十四、对齐(align)命令(P98)
㈠功能:
在二维和三维空间中将对象与其他对象对齐。
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→三维操作→对齐②命令行:align或al
㈢说明:
启动align命令后,在命令行出现提示:选择对象:
选择要对齐的对象并按ENTER 键。
出现提示:指定第一个源点: 当用鼠标在要对齐的第一个对象上某点处点击左键后,出现提示:指定第一个目标点: 当用鼠标在要对齐的第二个对象上某点处点击左键后,出现提示:指定第二个源点: 用鼠标在要对齐的第一个对象上另一点处点击左键后,出现提示:指定第二个目标点: 用鼠标在要对齐的第二个对象上另一点处点击左键后,出现提示:指定第三个源点或<继续>: 按 ENTER 键。
出现提示:
是否基于对齐点缩放对象?[是(Y)/否(N)] <否>: 输入 y或N并按ENTER 键完成此功能。
十五、拉伸(stretch)命令(P99)
㈠功能:
移动或拉伸对象。
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→拉伸②命令行:stretch或s ③工具栏:修改工具栏中的注意:选择对象时要使用圈交或交叉对象选择方式来选择要进行拉伸的
对象,并在完成选择时按ENTER 键
十六、拉长(lengthen)命令(P100)
㈠功能:
修改对象的长度和圆弧的包含角(此命令不影响闭合的对象。
选定对象的拉伸方向不需要与当前用户坐标系(UCS)的 Z 轴平行)。
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→拉长②命令行:lengthen或len ③ 工具栏:修改工具栏中的当调用此命令后,出现提示:
选择对象或 [增量(DE)/百分数(P)/全部(T)/动态(DY)]: 此时输入dy,则可动态地拉长。
十七、分解(explode)命令(P107)
㈠功能:
将合成对象分解成它的部件对象(如一个块、一块剖面线或一个用多段线画的复杂图形)。
㈡调用命令的方式:
①菜单:
修改→分解②命令行:explode ③工具栏:修改工具栏中的 26
第二篇:ACAD 200X软件
ACAD 200X 软件
1、如果是新用户数字化仪不用设置;直接进行第3步
2、如果用户不知道现在数字化仪参数,请将数字化仪进行如下操作:
(1)按着数字化仪主机盒上的黄色复位键按钮不松手,打开数字化仪的开关,当听到数字化仪发出嘀嘀响声
后,再松开黄色复位键按钮
(2)将数字化仪的游标对准“启动设置”(SET UP),游标红灯亮,先按F键,再按E键,游标红灯灭
(3)再将游标对准“保存”(SAVE)区的“参数
1”(1),按下A键,数字化仪发出嘀嘀两声,参数设置完毕
3、双击WIN9598NT.EXE文件,
4、选择CALCOMP后安装,
5、并从新启动计算机;
6、运行“开始”“程序”“calcomp软件”中找到setting一项将auto改为数字化仪和计算机连接的COMM口,
7、再从新启动计算机,即可。
8、重新启动计算机后,此时动数字化仪的游标,屏幕
光标也随着动,说明驱动安装成功,进入
acad2000,在command窗口键入config,出现一
个界面,选择system(系统),在找到pointer设
备选择,选择为wintabletadi(第2项)即可.9、以后只要注意开关机次序如下:先开数字化仪,并
将游标放置在数字化仪有效作图区左上角附件(保
证游标两个灯都要亮),再打开计算机。
注意:如果你的作图量很大,又有工作小组使用要求,推荐按如下使用ACAD系统;计算机内安装ACAD R14和ACAD200X两套系统,用ACAD R14进行作图,ACAD200X进行网络调用修改,数字化仪直接连接到ACAD R14软件下(参照数字化仪说明书安装),数字化仪的驱动一个也不要安装,包括此驱动;使用
ACAD R14自己携带的数字化仪驱动,这样制图效率高!
第三篇:有限元法基础讲稿-第14讲
青岛大学讲稿
讲
授
内
容
备
注第10讲(第17周)4.1 结构动力学问题有限元方法
动力学问题在国民经济和科学技术的发展中有着广泛的应用领域。
最经常遇到的是结构动力学问题,它有两类研究对象:一类是在运动状态下工作的机械或结构,例如高速旋转的电机、汽轮机、离心压缩
机,往复运动的内燃机、冲压机床,以及高速运行的车辆、飞行器等,它们承受着本身惯性及与周围介质或结构相互作用的动力载荷。
如何保证它们运行的平稳性及结构的安全性,是极为重要的研究课题。
另一类是承受动力载荷作用的工程结构,例如建于地面的高层建筑和厂房,石化厂的反应塔和管道,核电站的安全壳和热交换器,近海工程的海洋石油平台等,它们可能承受强风、水流、地震以及波浪等各种动力载荷的作用。
这些结构的破裂、倾覆和垮塌等破坏事故的发生,将给人民的生命财产造成巨大的损失。
正确分析和设计这类结构,在理论和实际上也都是具有意义的课题。
动力学研究的另一重要领域是波在介质中的传播问题。
它是研究短暂作用于介质边界或内部的载荷所引起的位移和速度的变化,如何在介质中向周围传播,以及在界面上如何反射、折射等的规律。
它的研究在结构的抗震设计、人工地震勘探、无损探伤等领域都有广泛的应用背景,因此也是近20多年一直受到工程和科技界密切关注的课题。
现在应用有限单元法和高速电子计算机,已经可以比较正确地进行各种复杂结构的动力计算,本章阐明如何应用有限单元法进行动力分析。
4.1.1 运动方程
结构离散化以后,在运动状态中各节点的动力平衡方程如下
Fi +Fd +P(t)=Fe
(2-2-1)
式中:Fi、Fd、P(t)分别为惯性力、阻尼力和动力荷载,均为向量;Fe为弹性力。
弹性力向量可用节点位移δ和刚度矩阵K表示如下
Fe =K δ
式中:刚度矩阵K的元素Kij为节点j的单位位移在节点i引起的弹性力。
根据达朗贝尔原理,可利用质量矩阵M和节点加速度下
Fi=-M∂δ∂t22∂δ∂t22表示惯性力如
式中:质量矩阵的元素Mij为节点j的单位加速度在节点i引起的
惯性力。
设结构具有粘滞阻尼,可用阻尼矩阵C和节点速度
Fd=-C∂δ∂t2∂δ∂t表示阻尼力如下
式中:阻尼矩阵的元素Cij为节点j的单位速度在节点i引起的阻尼力。
将各力代入式(2-2-1),得到运动方程如下
M∂δ∂t22+C∂δ∂t+Kδ=P(t)
(2-2-2)
记
&=∂δ,δ&&=∂δ δ2∂t∂t2则运动方程可写成
&&+C δ+K δ=P(t)
(2-2-3)M δ&&,结构各节点的在地震时,设地面加速度为a,结构相对于地面的加速度为δ&&,在计算惯性力时须用它代替式(2-2-3)中的δ&&。
至于弹性力实际加速度等于a+δ&,与地和阻尼力,则分别取决于结构的应变和应变速率,即取决于位移δ和速度δ面加速度无关。
2.2.2 质量矩阵
下面用m表示单元质量矩阵,M表示整体质量矩阵。
求出单元质量矩阵后,进行适当的组合即可得到整体质量矩阵。
组合方法与由单元刚度矩阵求整体刚度矩阵时相似。
在动力计算中可采用两种质量矩阵,即协调质量矩阵和集中质量矩阵。
1.协调质量矩阵
从运动的结构中取出一个微小部分,根据达朗贝尔原理,在它的单位体积上作用的惯性力为
pi=-ρ∂r∂t22
式中:ρ为材料的密度。
在对结构进行离散化以后,取出一个单元,并采用如下形式的位移函数
r=N δ
e则
pi=-ρN∂δ∂t22e
再利用荷载移置的一般公式求得作用于单元节点上的惯性力为
Fi=e⎰⎰⎰NTpidV=-⎰⎰⎰NρNdVT∂δ∂t22e
即
e&&e Fi=-mδ可见,单元质量矩阵为
m=⎰⎰⎰NρNdV
(2-2-4)
T如此计算单元质量矩阵,单元的动能和位能是互相协调的,因此叫做协调质量矩阵。
2.集中质量矩阵
假定单元的质量集中在它的节点上,质量的平移和转动可同样处理。
这样得到的质量矩阵是对角线矩阵。
单元集中质量矩阵定义如下:
m=⎰⎰⎰ρϕϕdV
(2-2-5)
T式中,ϕ为函数ϕi的矩阵,ϕi在分配给节点i的区域内取l,在域外取0。
由于分配给各节点的区域不能交错,所以由上式计算的质量矩阵是对角线的。
3.平面等应变三角形单元集中质量矩阵与协调质量矩阵
设单元重量为W,将它3等分,分配给每一节点,得到单元集中质量矩阵如下
⎡1⎢0⎢W⎢0m=⎢3g⎢0⎢0⎢⎢⎣***010********⎤⎥0⎥0⎥⎥0⎥0⎥⎥1⎥⎦
(2-2-6)
单元协调质量矩阵为
⎡1⎢2⎢⎢0⎢⎢1W⎢4m=⎢3g⎢0⎢⎢1⎢4⎢⎢0⎣******140120⎤0⎥1⎥⎥4⎥⎥0⎥1⎥⎥4⎥
0⎥⎥1⎥⎥2⎦
(2-2-7)
在单元数目相同的条件下,两种质量矩阵给出的计算精度是相差不多的。
集中质量矩阵不但本身易于计算,而且由于它是对角线矩阵,。