结构力学求解器使用指南之欧阳美创编

合集下载
  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)。

结构力学求解器(使用指南)结构力学求解器(SM Solver of Windows)是一个关于结构力学阐发
计算的计算机软件,
其功能包含求解平面杆件结构(体系)的几何组成、静定和超静定结构的内力、位移,影响
线、自由振动的自振频率和振型,以及弹性稳定等结构力学课程中所涉及的绝年夜部分问题.
对几何可变体系可作静态或静态显示机构模态;能绘制结构内力图和位移图;能静态或静态
显示结构自由振动的各阶振型
和弹性稳定阐发的失稳模态;能绘制
结构的影响线图.
该软件的版本为V1.5.清华年夜学土木系研制.高教出版社刊行.
一.运行环境
Windows 98/NT. 8M内存. 2M
硬盘空间.
二.装机与运行
将软件光盘置入光驱,在Windows环境下运行光盘上的
SMsetup.exe,然后按提示操纵即可完成装机.装机完成后,桌面上将呈现一个名为"求解器"的图
标.双击桌面上的
"求解器"图标,再单击软件的
封面,即可使用该求解器.
三.输入数椐
先对结构的结点及单位进行编码,然后按以下诸项输入数椐:
1.结点界说
N,Nn,x,y
Nn结点编码;
x结点的x 坐标;
y结点的y 坐标.
结构整体坐标系为xoy,一般取结构左下支座结点为坐标原点(0,0).
2.结点生成(即成批输入
结点坐标)
NGEN,Ngen,Nincr,N1,N2,N12incr,D
x,DY
Ngen结点生成的次数;
Nincr每次生成的结点码增量;
N1、N2基础结点规模;
N12incr基础结点的编码增量;
Dx,DY生成结点的x ,y坐标增
量.
3.单位界说
E,
N1,N2[,DOF11,DOF12,DOF13,DOF21,
DOF22,DOF23]
N1,N2单位两真个结点码;
以下连接方法:1为连接,0为不
连接;
DOF11,DOF12辨别为单位在杆端1处的x、y标的目的自由度的连
接方法,
缺省值=1;
DOF13单位在杆端1处的转角标的目的自由度的连接方法,缺省值
=0;
DOF21,DOF22辨别为单位在杆端2处的x、y标的目的自由度的连
接方法,
缺省值=1;
DOF23单位在杆端2处的转角
标的目的自由度的连接方法,缺省值
=0.
4.单位生成(即成批输入
单位两真个连接方法)
EGEN,Ngen,E1,E2,Nincr
Egen生成次数;
E1,E2基础单位规模;
Nincr生成中单位两端点对应
的结点码增量.
5.支座约束界说
NSUPT,Sn,Stype,Sdir,[,Sdisx,Sdi
sy,SdisR]
Sn支座的结点码;
Stype支座类型码;
Sdir支座标的目的,以图示标
的目的为零,绕结点逆时针旋转为正;
Sdisxx标的目的的支座位移,
缺省值=0;
Sdisyy标的目的的支座位移,
缺省值=0;
SdisR转角标的目的的支座位
移,缺省值=0.
以上(1)~
(6)为支座类型码.
6.单位资料性质ECHAR,ElemStart,ElemEnd,EA,EI,m
ElemStart单位起始码;
ElemEnd单位终止码;
EA,EI辨别为单位的抗拉和抗
弯刚度;
m单位的均布质量(kg/m).
7.结点荷载NLOAD,Ln,Ltype,Lsize[,Ldir] Ln荷载作用的结点码;
Ltype荷载类型;
Ltype=1(1),集中荷载,指向
(叛变)结点;
Ltype=2(2),逆时(顺时)针标的目的的集中力矩;
Lsize荷载年夜小(kn,knm);
Ldir荷载标的目的(度),仅当Ltype=1或1时入,缺省值=0 .
说明:竖向集中力,作用在结点上方时,取 =90 ,反之,取 =90 ;
水平集中力,作用在结点左方
时,取 =0 ,反之,取 =180 .
8.单位荷载
ELOAD,Ln,Ltype,Lsize1[,Lpos1[Lp
os2[,Ldir]]]
Ln荷载作用的单位码;
Ltype荷载类型;
Ltype=1(1),集中荷载,指向
(叛变)单位;
Ltype=2(2),逆时(顺时)针标
的目的的集中力矩;
Ltype=3(3),均布荷载,指向
(叛变)单位;
Lsize1荷载年夜小;
Lpos1荷载起点至单位杆端1
的距离与单位杆长的比值,缺省值=0;
Lpos2荷载终点至单位杆端1
的距离与单位杆长的比值,缺省值=1;
(仅对均布荷载输入Lpos2)
Ldir荷载标的目的(度),仅当Ltype=1,3或1,3时输入,缺省值=0.
(注:按局部坐标系界说,其角
度以逆时针标的目的为正)
9.频率计算参数
FREQ,Nfreq,FreqStart,Tol
Nfreq欲求的频率数目;
FreqStart频率起始阶数;
Tol精度误差限,如0.0005.
10.影响线参数
IL,LoadDOF,En,pos,Fdof
LoadDOF单位荷载的标的目的(整体坐标系):1为水平,2为竖直,3
为转角;
En单位码;
pos单位上截面位置:距杆端1的距离与杆长的比值;
Fdof欲求影响线的内力自由度
(局部坐标系),1为轴力,2为剪力,
3为弯矩.
说明:
1.计算结构的内力和位移时,
仅输入1(或及2),3(或及
4),5,6,7,8 项;
2.当单位的抗拉刚度(EA)或抗弯刚度(EI)为无穷年夜时,则辨别填
1;
3.当斜杆单位作用沿水平线的均布荷载时,需按合力相等的原则,
变换成
沿杆轴线散布的均布荷载输入,
荷载类型码仍为3(见例5).
四.上机操纵步调
1.双击桌面上的"求解器"图标,再单击"求解器"的封面进入使用状
态;
2.键入数椐文件名(如TITLE,XXXX),逐行输入数椐(也可用
命令方法输入);
3.将数椐文件存盘
单击桌面上方的"文件",在文件菜单中点"保管"或"另存为",键入文
件名,
点"确定";
4.再单击"文件",在文件菜单
中点"退出";
5.见提示"?此命令将结束本次
SM Solver!"
点"取消"或'确定",重新进入
SM Solver;
6.单击"文件",在文件菜单中
点"掀开";
7.点所要运行的数椐文件名,
并单击"确定";
8.单击桌面下方的"观览器"图标,(桌面上显示结构计算简图的形
状),并单
击"最年夜化"按钮,将图形放
年夜;
9.单击桌面上方的"标注",在"
标注"菜单中点所要显示的参数;
(如无误,则进行下一步,若有
误,则进行修改)
10.单击"观览器"图标,点桌面
上方的"求解";
11.在"求解"菜单中,点所要计算的内容(如内力计算、位移计算等),
即可显
示计算结果(如各杆杆真个内力或位移,对比结构的单位编号或结点
编号阅读);
12.单击所要显示的内力类型(轴力、剪力、弯矩)及显示对象(如"
结构"或"单位");
13.单击"观览器"图标,则显示
出内力图或位移图;
14.重复单击"观览器"图标,即
可选定和显示不合的内力图;
15.逐层单击题目栏右边的"关闭"按钮,当显示:"此命令将结束本
次SM Solver的
运行"或提示"结力求解
器!Overflow"时,则点"确定"退出.
五.计算例题
例1 求图示刚架的内力.各杆的 EA=3.12X10 KN, EI=4.16X10
KNM.
TITLE,AAA1
N,1,0,0
N,2,4,0
N,3,0,4
N,4,4,4
E,1,3,1,1,1,1,1,0
E,3,4,1,1,0,1,1,1
E,4,2,1,1,1,1,1,1
NSUPT,1,6,0,0,0,0
NSUPT,2,6,0,0,0,0
ECHAR,1,3,3.12E+06,4.16E+04
NLOAD,3,1,30,0
ELOAD,1,3,20,0,1,90
例2 求图示组合结构
的内力.设各杆的 EA = EI = 1.
TITLE,AAA2
N,1,0,0 NSUPT,1,2,90,0,0
N,2,2,0 NSUPT,5,1,0,0
N,3,4,0 ECHAR,1,9,1,1 N,4,6,0 ELOAD,1,3,1,0,1,90 N,5,8,0 ELOAD,2,3,1,0,1,90 N,6,2,2 ELOAD,3,3,1,0,1,90 N,7,6,2 ELOAD,4,3,1,0,1,90 E,1,2,1,1,0,1,1,1
E,2,3,1,1,1,1,1,0
E,3,4,1,1,0,1,1,1
E,4,5,1,1,1,1,1,0
E,6,7,1,1,0,1,1,0
E,6,2,1,1,0,1,1,0
E,7,4,1,1,0,1,1,0
E,6,1,1,1,0,1,1,0
E,7,5,1,1,0,1,1,0
例3.求图示桁架各杆
的轴力.
TITLE,,AAA3
N,1,1,0
NGEN,4,1,1,1,1,1,0
NGEN,1,5,1,5,1,0,1
E,1,2,1,1,0,1,1,0
EGEN,3,1,1,1
EGEN,1,1,4,5
E,6,1,1,1,0,1,1,0
EGEN,4,9,9,1
E,1,7,1,1,0,1,1,0
E,1,8,1,1,0,1,1,0
E,8,5,1,1,0,1,1,0
E,5,9,1,1,0,1,1,0
NSUPT,1,2,90,0,0
NSUPT,5,1,0,0
NLOAD,8,1,1,90
NLOAD,9,1,2,90
(注:此题系静定结构,其内力与资料性质无关,故可不输入ECHAR
项)
例4.求图示桁架的轴
力.
提示:支座约束和结点荷载信
息为
NSUPT,1,2,90,0,0
NSUPT,2,1,0,0
NLOAD,7,1,8,90
NLOAD,8,1,4,180
NLOAD,5,1,4,180
例5.求图示三铰刚架
的内力.
提示:支座约束及斜杆单位的荷
载信息为
NSUPT,1,2,90,0,0
NSUPT,2,2,0,0,0
ELOAD,2,3,9.48682596,0,1,71.565 注:将沿水平线均布荷载(q)变换成沿杆轴线的均布荷载(q )
即q =qcos =10X6 / 40 =
9.48682596
例6.求图示刚架的内
力.设EI=1.
TITLE,AAA6
N,1,0,0
N,2,4,0
N,3,8,0
N,4,4,4
E,1,2,1,1,1,1,1,1
E,2,3,1,1,1,1,0,1
E,4,2,1,1,0,1,1,1
NSUPT,1,6,90,0,0,0
NSUPT,3,5,0,0,0
NSUPT,4,4,90,0,0
ECHAR,1,1,1,1
ECHAR,2,2,1,2
ECHAR,3,3,1,1
ELOAD,1,3,30,0,1,90
ELOAD,2,1,50,0.5,90
(注:取EA= ,填1)
例7.求图示梁的内力和位移 .EI=5X10 KNM .
TITLE,AAA7
N,1,0,0
N,2,6,0
N,3,7.5,0
E,1,2,1,1,0,1,1,1
E,2,3,1,1,1,0,0,0
NSUPT,1,3,0,0
NSUPT,2,1,0,0
ECHAR,1 2 1,5E+04 ELOAD,2,3,16,0,1,90
ELOAD,2,1,20,1,90
例8.求图示铰接排架
的内力.
EI = 1, EI = 6
(设横梁的 EI=1,柱子的 EA= )
TITLE,AAA8
N,1,0,0 NSUPT,1,6,0,0,0,0 N,2,6,0 NSUPT,2,6,0,0,0,0 N,3,16,0 NSUPT,3,6,0,0,0,0 N,4,0,6 ECHAR,1,1,1,1
N,5,6,6 ECHAR,2,4,1,6
N,6,6,7 ECHAR,5,6,1,1
N,7,6,10 ECHAR,7,8,1,1
N,8,16,10
ELOAD,6,1,20,1/3,90
N,9,16,7
E,1,4,1,1,1,1,1,0
E,2,5,1,1,1,1,1,1
E,3,9,1,1,1,1,1,1
E,5,6,1,1,1,1,1,1
E,6,7,1,1,1,1,1,0
E,9,8,1,1,1,1,1,0
E,4,5,1,1,0,1,1,0
E,7,8,1,1,0,1,1,0
例9.计算图示两层刚架的自振频率和主振型
横梁的均布质量m = m = 15X10
kg/m
柱子的抗弯刚度 EI =1X10
kn.m
设EA =
TITLE,AAA9
N,1,0,0
N,2,4,0
N,3,0,3
N,4,4,3
N,5,0,6
N,6,4,6
E,1,3,1,1,1,1,1,1
E,3,5,1,1,1,1,1,1
E,2,4,1,1,1,1,1,1
E,4,6,1,1,1,1,1,1
E,3,4,1,1,1,1,1,1
E,5,6,1,1,1,1,1,1
NSUPT,1,6,0,0,0,0
NSUPT,2,6,0,0,0,0
ECHAR,1,4,1,1E+08,1E08 ECHAR,5,6,1,1,1.5E+04
FREQ,2,1,0.0005
(注:柱子的质量不克不及填0,
可填一个很小的数,如10 )
例10.对图示两跨四层框架结构,辨别计算竖向荷载和水平
荷载作用下的内力.
各杆的EA、EI值见下表:
框架梁柱计算参数表
截面弹性模量惯性矩
EA EI
构件 A=bXh(m ) E(kn/m ) I(m )
(kn) (knm )
底层 0.25xX0.5 3X10
0.521X10 0.375X10 1.563X10

其它层 0.25X0.5 2.8X10 0.521X10 0.350X10 1.459X10
底边柱 0.4X0.4 3X10 0.213X10 0.480X10 0.639X10
层中柱 0.45X0.45 3X10 0.342X10 0.608X10 1.026X10

其边柱 0.4X0.4 2.8X10 0.213X10 0.448X10 0.596X10

层中柱 0.45X0.45 2.8X10 0.342X10 0.567X10 0.958X10
TITLE,AAA10
N,1,0,0 水平荷载作用
N,2,5.0,0 NLOAD,4,1,8.05,0
N,3,10.0,0
NLOAD,7,1,11.17,0
NGEN,1,3,1,3,1,0,4.5
NLOAD,10,1,15.20,0
NGEN,3,3,4,6,1,0,3
NLOAD,13,1,19.10,0
E,1,4,1,1,1,1,1,1 竖向荷载
作用
EGEN,2,1,1,1 ELOAD,13,3,19.30,0,1,9
EGEN,3,1,3,3 ELOAD,14,3,19.30,0,1,90
E,4,5,1,1,1,1,1,1 ELOAD,15,3,19.30,0,1,90 E,5,6,1,1,1,1,1,1 ELOAD,16,3,19.30,0,1,90 E,7,8,1,1,1,1,1,1 ELOAD,17,3,19.30,0,1,90
EGEN,2,15,15,3 ELOAD,18,3,19.30,0,1,90 E,8,9,1,1,1,1,1,1 ELOAD,19,3,19.50,0,1,90
EGEN,2,18,18,3 ELOAD,20,3,19.50,0,1,90 NSUPT,1,6,0,0,0,0 NLOAD,4,1,53.79,90
NSUPT,2,6,0,0,0,0
NLOAD,7,1,53.79,90
NSUPT,3,6,0,0,0,0
NLOAD,10,1,53.79,90
ECHAR,1,1,4.8E+06,6.39E+04 NLOAD,6,1,53.79,90
ECHAR,2,2,6.08E+06,10.26E+04 NLOAD,9,1,53.79,90
ECHAR,3,3,4.8E+06,6.39E+04 NLOAD,12,1,53.79,90
ECHAR,4,4,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,5,1,71.97,90
ECHAR,6,6,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,8,1,71.97,90
ECHAR,7,7,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,11,1,71.97,90
ECHAR,9,9,4,48E+06,5.96E+04 NLOAD,13,1,44.08,90
ECHAR,10,10,4.48E+06,5.96E+04 NLOAD,15,1,44.08,90
ECHAR,12,12,4.48E+06,5.96E+04
NLOAD,14,1,50.86,90
ECHAR,5,5,5.67E+06,9.58E+04 ECHAR,8,8,5.67E+06,9.58E+04 ECHAR,11,11,5.67E+06,9.58E+04 ECHAR,13,14,3.75E+06,15.63E+04
ECHAR,15,20,3.50E+06,14.59E+04
创作:欧阳美
时间:2021.01.01 创作:欧阳美
时间:2021.01.01。

相关文档
最新文档