计算力学课程设计报告
计算力学实验报告
计算力学上机实验报告书
题目：应用ANSYS程序求解二维平面应变
赫兹接触问题
年级专业12工程力学
学号2012450025
姓名王少阳
2015年5月25日
《ANSYS程序应用》上机实验报告
ANSYS程序应用基础
一、实验目的和要求
1.了解ANSYS软件的界面和基本功能，初步掌握使用ANSYS软件求解问题的基本
步骤；初步掌握使用ANSYS软件求解杆系结构静力学问题的方法；
2.初步掌握使用ANSYS软件求解弹性力学问题的方法。
二、实验设备和软件
台式计算机，ANSYS10.0软件。
三、实验内容
应用ANSYS程序求解二维平面应变赫兹接触问题。
要求：
（1）建立有限元模型；
（2）施加约束和荷载并求解；
（3）对计算结果进行分析处理。
四、实验结果
应用ANSYS程序求解二维平面应变赫兹接触问题：
一个矩形铜块，在圆弧形刚Array体的作用下挤压变形，示意图如
图
在半径为7.5cm的圆柱刚
体上施加2000t的压力，要求解
在刚体作用下，厚 2.5cm，宽
20cm的铜块上的变形，以及在
撤去外力后铜块上的残余变形。
钢的材料参数如下：
弹性模量：EX=160GPa
泊松比：p=0.33
在这里，考虑铜为弹塑性材料，其应力应变曲线如表所示
结果：
1.查看残余应力
2.显示接触面压强。
力学课设实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解力学基本理论在工程中的应用。
2. 掌握力学实验的基本方法和技能。
3. 通过实验，验证力学理论，提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验内容及步骤1. 实验一：单质点运动规律实验（1）目的：验证牛顿运动定律，研究单质点在受力情况下的运动规律。
（2）步骤：① 安装实验装置，包括滑块、滑轨、小车、计时器等；② 设置实验参数，如小车质量、滑轨倾斜角度等；③ 启动计时器，释放小车，记录小车运动时间和位移；④ 重复实验，取平均值；⑤ 分析实验数据，绘制速度-时间图和位移-时间图。
2. 实验二：刚体转动实验（1）目的：验证刚体转动定律，研究刚体在受力情况下的转动规律。
（2）步骤：① 安装实验装置，包括刚体、支架、测力计、转轴等；② 设置实验参数，如刚体质量、转轴半径等；③ 启动测力计，记录刚体受力情况；④ 旋转刚体，记录转动角度和时间；⑤ 分析实验数据，绘制力矩-角度图和力矩-时间图。
3. 实验三：材料力学拉伸实验（1）目的：研究材料在拉伸载荷作用下的力学性能，验证胡克定律。
（2）步骤：① 准备实验材料，如低碳钢、铸铁等；② 安装实验装置，包括拉伸试验机、引伸计等；③ 设置实验参数，如拉伸速度、试验温度等；④ 启动拉伸试验机，记录材料受力情况；⑤ 测量材料拉伸过程中的伸长量和应力；⑥ 分析实验数据，绘制应力-应变图。
4. 实验四：材料力学压缩实验（1）目的：研究材料在压缩载荷作用下的力学性能，验证压缩时的力学关系。
（2）步骤：① 准备实验材料，如砖、石等；② 安装实验装置，包括压缩试验机、压力传感器等；③ 设置实验参数，如压缩速度、试验温度等；④ 启动压缩试验机，记录材料受力情况；⑤ 测量材料压缩过程中的应变和应力；⑥ 分析实验数据，绘制应力-应变图。
三、实验结果与分析1. 实验一：通过实验验证了牛顿运动定律，得出速度-时间图和位移-时间图，符合理论预期。
2. 实验二：通过实验验证了刚体转动定律，得出力矩-角度图和力矩-时间图，符合理论预期。
《计算力学》课程设计说明书
有限元程序ADINA之模块AD32(1)代码分析1 课程设计的目的本课程的教学目的及要求是使学生通过本课程的学习，掌握有限元方法的基本理论，并能够学以致用，把所学的知识结合编程上机运算来数值求解固体力学的一些实际问题，对应力分析、模态分析、热分析等实际计算固体力学问题计算步骤有一定了解。
2程序模块功能描述有限元程序ADINA之模块AD32是一个比较庞大的程序模块，它的功能就是进行梁的有限元分析，但它的分析比较齐全，基本包括梁的分析的各个方面。
它不仅包括梁的静力学分析，还包括梁的动力学分析；不仅考虑了梁的弹性分析，还考虑到了梁的非线性分析（包括材料非线性和几何非线性分析）。
同时它还考虑了两种典型的不同的梁的有限元模型（无剪梁单元和Timoshenko梁单元）。
并且在考虑梁的材料非线性分析时，考虑了基于两种不同的强化准则（等向强化和随动强化）的弹塑性梁的模型。
而且在进行不同的梁模型的分析或进行不同性质的分析时，都考虑了截面形式比较常见的矩形截面梁及管形截面梁。
程序模块AD32（1）只包括了一个子程序，即BMEL子程序，该子程序计算梁的单元矩阵及应力，它主要负责数据的通信，调用其他的子程序进行整体刚度矩阵及整体质量矩阵的装配，以及计算积分点位置，求解积分点上的应力应变等等。
它是AD32程序模块中对其它子程序进行综合调度与处理的子程序。
其运行的总体框图如图1所示。
图1 子程序BMEL执行总体框图将数据写入文件，通过文件来传输数据，以实现在不同子函数中实现数据的通信。
然后开始初始化工作向量，通过调用各种函数（包括线性单元刚度矩阵、非线性单元刚度矩阵，质量矩阵、及荷载列向量）转配整体刚度矩阵。
由于涉及非线性分析（包括材料非线性和几何非线性）和动态响应分析，处理起来较复杂。
下面分别简要说明。
对于非线性分析：刚度矩阵在具体处理时初始矩阵只包括线性刚度矩阵，在求解迭代运算时，不但用非线性项进行修正，即利用Newton—Raphson方法或其改进方法。
计算力学课程设计
NODE.IN的数据为
5
6
1.0
2.0
0.
0.
结论（本次课程设计体会与总结）：本次 《有限单元法》课程设计，是我们对有限 单元法在工程中的应用有了进一步的体会， 对FORTRAN语言也有了进一步的了解，更 加熟练了程序的编写过程，我们受益匪浅。
程序原理及实现： 用FORTRAN程序的实现。有节点信息文件NODE.IN和单 元信息文件ELEMENT.IN,经过计算分析后输出一个一般性 的文件DATA.OUT。模型基本信息由文件BASIC.IN生成。 该程序的特点如下：问题类型：可用于计算弹性力学平面 应力问题和平面应变问题。单元类型：采用常应变三角形 单元。位移模式：用线性位移模式。载荷类型：节点载荷， 非节点载荷应先转换为等效节点载荷。材料性质：弹性体 由单一的均匀材料组成。约束方式：为'“0”位移固定约 束，为保证无刚体位移，弹性体至少应有三个自由度的独 立约束。方程求解：针对半带宽刚度方程的GUASS消去法。 输出文件：由手工生成节点信息文件NODE.IN，和单元信 息文件ELEMENT,IN。结果文件：输出一般的结果文件 DATA.OUT。
计算单元刚度矩阵
CAL_AREA: 计算单元面积 CLA_DD: 计算单元弹性矩阵
CLA_BB:
CAL_STS:
计算单元位移......应变关系矩阵
计算单元和节点应力
（3）文件处理：源程序文件：chengxu,for 程序读入的数据文件：
BASIC.IN,NODE.IN,ELEMENT.IN（需要手工生成）
程序输出的数据文件： DATA.OUT
算例原始数据和程序分析
（1）模型基本信息文件BASIC.IN的数据为
1,4,6,5,3 1,0,1. 1，1,0,2,1,0,4,1,1,5,0,1,6,0,1
力学课程设计实验报告
力学课程设计实验报告一、教学目标本课程旨在通过力学知识的教授与实验探究，使学生掌握力的基本概念、物体的运动规律以及相互作用力等基本力学原理。
在知识目标上，学生应能理解并运用牛顿三定律解释日常生活中的力学现象。
技能目标方面，学生应通过实验操作，学会使用基本的物理测量工具，培养观察、分析及解决问题的能力。
情感态度价值观目标则着重于培养学生对科学的探究精神，对自然界的敬畏之心，并通过对力学原理的学习，提升学生对物理学科的兴趣和自信心。
二、教学内容依据课程标准，本章的教学内容主要包括：第一节，力的概念与测量；第二节，牛顿第一定律；第三节，牛顿第二定律；第四节，相互作用力与平衡力；第五节，摩擦力。
每节课的内容都将通过生动的案例引入，接着是理论知识的讲解，然后通过实验让学生直观地感受力学原理，最后通过练习题巩固所学。
三、教学方法本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先，运用讲授法向学生系统地传授力学基本概念和原理；其次，通过讨论法让学生在小组内讨论实验现象，培养其合作与交流能力；再次，利用案例分析法引导学生将理论知识应用于解决实际问题；最后，运用实验法让学生通过亲手操作，加深对力学原理的理解和记忆。
四、教学资源为了提高教学质量，本课程将综合运用多种教学资源。
教材方面，选择内容新颖、插图丰富、实验设计合理的教科书作为主教材；参考书方面，推荐学生阅读与力学相关的拓展书籍；多媒体资料方面，利用视频、动画等形式为学生展示复杂的力学现象；实验设备方面，准备力学实验套件，确保每位学生都有机会亲自动手进行实验。
五、教学评估本课程的评估方式包括学生的平时表现、作业、以及实验报告和期末考试。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问和回答问题的积极性等。
作业方面，将布置理论作业和实验报告，以此来考察学生对理论知识的掌握和应用能力。
期末考试将包括选择题、填空题、计算题和实验分析题，全面评估学生对力学知识的掌握程度。
评估方式将力求客观、公正，全面反映学生的学习成果。
力学课程设计
力学课程设计一、教学目标本课程旨在通过力学的学习，使学生掌握力学的基本概念、基本原理和基本方法，培养学生运用力学知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够掌握力学的基本概念、基本原理和基本方法，理解力、质量、加速度等基本物理量的定义和关系，掌握牛顿三定律、动能、势能等基本力学知识。
2.技能目标：学生能够运用力学知识解决实际问题，能够进行力学计算和力学分析，提高学生的科学思维能力和解决问题的能力。
3.情感态度价值观目标：通过力学的学习，使学生感受到科学的乐趣，培养学生对科学的热爱和探索精神，使学生认识到科学在生活中的重要性，培养学生的社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括力学的基本概念、基本原理和基本方法。
具体内容包括：1.力的概念和分类：力的大小、方向和作用点，力的分类和作用。
2.质量的概念和计算：质量的定义和计算，质量的测量和单位。
3.加速度的概念和计算：加速度的定义和计算，加速度的测量和单位。
4.牛顿三定律：第一定律的内容和理解，第二定律的内容和计算，第三定律的内容和理解。
5.动能的概念和计算：动能的定义和计算，动能的测量和单位。
6.势能的概念和计算：势能的定义和计算，势能的测量和单位。
三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
具体方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握力学的基本概念、基本原理和基本方法。
2.讨论法：通过学生的讨论，培养学生的科学思维能力和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生学会运用力学知识解决实际问题。
4.实验法：通过实验，使学生直观地理解力学的基本概念和基本原理。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
具体资源如下：1.教材：力学教材，用于引导学生学习和掌握力学知识。
2.参考书：力学参考书，用于学生深入学习和理解力学知识。
3.多媒体资料：力学多媒体资料，用于辅助教学，丰富学生的学习体验。
计算结构力学课程设计
计算结构力学课程设计1. 背景与意义计算结构力学是土木工程学科中重要的一门基础课程，它涵盖了静力学、动力学、杆件、板壳等多个方面的内容，对于从事土木工程的学生来说，学好这门课程是十分必要的。
此次课程设计的目的是为了提高学生的计算能力和综合素质，让学生通过设计结构，加深对计算结构力学课程中各个知识点的理解，同时锻炼其使用计算机进行工程分析和设计的能力。
2. 设计要求本次课程设计的要求如下：1.设计一座钢柱支撑的凉亭，凉亭宽6m，长8m，高3m，柱间距2m，柱子直径为15cm，凉亭屋顶为钢结构，使用轻型钢材料。
2.按照规范要求，使用有限元分析软件Ansys进行静力分析，计算凉亭在自重、雪荷载等情况下的应力、位移等参数。
3.设计出合理的钢结构连接方式，进行静力学验算，保证结构的安全可靠。
4.给出凉亭的详细施工图，包括钢材规格、节点连接方式等设计细节。
3. 设计分析3.1 凉亭建模首先我们需要进行凉亭的三维建模，在建模过程中需要注意凉亭的几何尺寸、钢柱直径、柱间距、凉亭屋顶材料等关键参数。
3.2 约束条件凉亭底部的钢柱需要支撑住整个凉亭的重量和外界荷载，因此需要在模型中设置固定约束条件。
同时还需要设置荷载和雪荷载等边界条件.3.3 静力分析根据建模和约束条件，使用Ansys进行有限元分析，计算凉亭在自重、雪荷载等情况下的应力、位移等参数。
根据分析结果，优化钢材规格和连接方式，保证结构的安全可靠。
3.4 钢结构连接设计出合理的钢结构连接方式，进行静力学验算，确保结构的可靠性。
在设计钢木节点时可以采用焊接和螺栓连接这两种方式，通过计算比较其受力性能，选取更加合适的方式进行连接。
3.5 施工图设计根据静力分析和钢结构连接的设计，制定相应的施工方案，并给出凉亭的详细施工图，包括钢材规格、节点连接方式等设计细节。
4. 设计总结通过本次课程设计，学生可以深入了解计算结构力学的知识点，掌握有限元分析软件的使用方法和程序设计思路，同时锻炼了其计算机应用和工程分析的能力，提高了其综合素质和准确性。
计算力学 河南理工大学工程力学
自强不息奋发向上计算力学上机报告实验一一、实验名称简单杆件单元的位移轴力分析，本实验模型如下：A=300mm2实验要求求得C点竖向位移和杆AC和杆BC的轴力。
二、实验目的通过这个简单的杆件体系了解Ansys工程软件，熟悉有限元求解步骤，为进一步学习有限元奠定基础。
三、实验分析及Ansys命令本实验选择link1杆单元，每个杆件为一个单元。
图中所示，三根杆件互相铰接，A点固定铰支座，B点滑动铰支座，C点受竖向5kN集中力。
Ansys命令流如下：/PREP7 !进入前处理器ET,1,LINK1 !单元类型R,1,0.0003 !定义实常数，即截面面积MP,EX,1,200E9 !定义材料属性MP,PRXY,1,0.3K,1,0,0 !定义关键点和线K,2,3,0K,3,1,1L,1,2L,2,3L,3,1LSEL,S,,,1 !划分网格，赋予材料属性LESIZE,ALL,,,1MA T,1REAL,1LMESH,1LSEL,S,,,2LESIZE,ALL,,,1MA T,1REAL,1LMESH,2LSEL,S,,,3LESIZE,ALL,,,1MA T,1REAL,1LMESH,3D,1,UX,0 !定义荷载和边界条件D,1,UY,0D,2,UY,0F,3,FY,-5000ALLSEL,ALL/SOLU !求解ANTYPE,0SOLVE/POST1 !后处理PLNSOL, U,Y, 0,1.0 !显示Y方向位移!------显示线单元轴力------ETABLE,BAR_I,SMISC, 1ETABLE,BAR_J,SMISC, 1PLLS,BAR_I,BAR_J,0.5,1 !画出轴力图FINISH !结束四、实验结果截图结构的竖向位移云图结构的轴力云图五、结果分析由Ansys导出结构变形数值如下：NODE UX UY UZ USUM1 0.0000 0.0000 0.0000 0.00002 0.16667E-03 0.0000 0.0000 0.16667E-033 0.16225E-03-0.31939E-03 0.0000 0.35824E-03MAXIMUM ABSOLUTE VALUESNODE 2 3 0 3VALUE 0.16667E-03-0.31939E-03 0.0000 0.35824E-03有以上结果可知C点竖向位移为0.319mm，与结构力学计算器算出的3.2mm基本无差别，这表明Ansys的计算精度还是很让人信服的。
力学课程设计
力学课程设计一、课程目标本课程设计旨在提高学生对于力学知识的理解和应用能力，为学生打下稳固的物理基础，掌握力学基本概念和问题求解方法。
同时，通过实践项目，培养学生的动手操作能力和团队协作精神。
二、课程教学内容1. 力学基础知识•牛顿运动定律•动量定理和动量守恒•能量定理和能量守恒•转动定律和转动守恒2. 力学问题求解方法•弹性碰撞问题•质点运动问题•直线和曲线运动问题•转动问题3. 实践项目•制作简单物理探究装置•训练物理实验技能•进行小组实践项目：如滑坡防治、风场布置等。
1.注重实用性在教学内容中，注重实用性，要求学生掌握理论知识的同时能够运用到实际生活中，提高学生物理实践能力。
2.培养团队协作通过小组实践项目，培养学生之间的沟通和协作能力，训练学生互帮互助，加强学生间的团队意识。
3.激发学生学习兴趣教学过程中，创造积极的学习氛围，鼓励学生思考。
通过多种方法，如实验、讲解等，激发学生在学习过程中的好奇心、探究欲，让学生主动参与，发现问题，解决问题。
四、课程教学方法1.理论讲解通过PPT演示，讲解力学基础知识和问题求解方法。
2.实验教学在课程设计中，融入实验环节，让学生亲身体验物理实验，加深对于理论知识的理解。
3.小组讨论在小组实践项目中，加强学生之间的互动交流，让学生通过小组讨论，集思广益，共同解决问题。
1.平时成绩包括课堂表现、实验操作能力、小组项目参与度等，占30%。
2.小组项目报告小组将完成的实践项目进行报告，占20%。
3.期末考试期末考试包括力学基础知识和问题求解方法，占50%。
六、总结本课程设计的教学目标在于为学生提供一个系统的力学课程体系，增强学生的物理实践能力，注重小组协作和讨论，使学生掌握力学基础知识和问题求解方法。
通过小组实践项目，让学生在实际问题中运用理论知识，从而掌握和提高物理实践应用能力。
同时，在教学中，注重开发学生的创新意识和实践能力，使学生能够提高自己的前瞻性和创新性，全面训练和培养学生的综合能力。
计算力学程序报告.doc
目录（一）程序的完成情况。
（2）（二）程序流程图。
（5）（三）所采用的算法原理。
（6）（四）空间刚架算例。
（12）（五）Ansys分析结果。
（23）（六）平面刚架算例。
（26）（七）程序局限性。
（30）一、程序的完成情况本程序的编程思想是在平面刚架基础上进行进一步的扩展，添加空间杆件单元，考虑杆件单元的端部释放，考虑杆件单元的剪切影响，建立杆件的主平面定位程序，使刚架能够进行任意所列荷载下的内力计算。
程序的扩展是在上一届C++版本上进行的，具体完成情况如下：1.在保留原平面杆件单元的基础上，添加了空间杆件单元；2.两种杆件单元都可以考虑端部释放（轴力释放、剪力释放、弯矩释放）；3.两种杆件单元都考虑剪切变形的影响：刚度矩阵的变化，杆件单元固端力的变化；4建立了杆件主平面定位程序；5 对原C++ 版本中的一些错误进行了修改（支座反力的确定）。
程序修改、添加的函数和变量如下：在Cbeam类中添加了以下几个成员变量：(1)int m_MM; //杆件端部释放的自由度数目(2)int* m_NN2; //确定杆件释放的自由度种类号在Cbeam类中修改了以下几个函数：(1)void SetParameter(double L, int MT, int* NN, int m, int*m1); //给beam类成员变量赋值的接口函数(2) double** LocalK(float **ElemProps, int danyuan); //计算单元刚度矩阵，要考虑剪切变形的影响在Cbeam类中重载了ForLT函数，用来确定空间刚框架的主平面(1) double** ForLT(float* NCI,float* NCJ,float*NCK); //计算杆件的坐标转换矩阵在CFlatFrame类添加了以下几个成员变量：(1) int * jiao; //完全铰接的结点号码(2) int m_NumOfJiao; //完全铰接的结点总数(3) int m_NumOfFreedom; //杆件两端释放的自由度数目(最大值为2，即杆件两端各释放一个自由度)(4) int m_NumOfKp; //杆件主平面定位点的总数;(5) float **m_CoordinateK; //杆件主平面定位点的坐标在CFlatFrame类添加了以下几个函数：(1)double * ReleaseF(double**K,double*EF,int m,int*n,int danyuan); //单元固端力的释放(2)double ** Release(int m,int *n,double **K,int danyuan); //单元刚度矩阵的释放(3)double HL(double **p,int n); //求一个N阶行列式的值(4)double ** Lijuzhen(double **p,int n); //求一个N阶行列式的逆矩阵在CFlatFrame类修改了以下几个函数：(1) void Input(int& a,int& b,CString name,int danyuan); //输入所有信息(2) void Divide(CBeam*& beam,int danyuan); //分解杆件信息(3) int* DivideResist(int n); //分解支座结点信息(4) void ForElem(CBeam* beam, CBeam*& beam2,int danyuan); //单元划分函数，将杆件划成多个单元(5) void ForEL(int EFN,LovelyPig*& EN,double**& EF,CBeam* beam,float** ElemProps,int danyuan);//给出单元固端力，考虑剪切变形的影响(6) double* ForFF(CString name,int NH,int*& FNN,double**& EF,double**& NF,int& EFN,int** RR,CBeam*beam2,int& NFN,LovelyPig*& EN,float** m_ElemProps,int danyuan); //形成等效荷载列阵FF，要考虑等效结点荷载的释放在CFlatFrame类中更正一个函数：(1)double** ForRC(CBeam* beam,double** NF,int* FNN,int NFN,int danyuan); //计算支座反力RC上届程序给出的这个函数计算出的支座反力是错误的。
计算力学课程设计
计算力学课程设计报告例3.9 设深梁承受均布荷载，如图所示，假定E=1，泊松比μ=0.17，不计容重，厚度t=1m，为平面应力问题。
应对取半边结构计算，结构支撑、单元划分、节点编号如图所示。
试画σ应力分布图。
出y=0及y=6截面的竖向位移图，x=3截面的x解：一、Fortran源程序：COMMON/X1/NJ,NE,NZ,NDD,NPJ,IND,NJ2,EO,UN,GAMA,TE,AECOMMON/X2/JM(100,3),NZC(50),CJZ(100,2),PJ(100,2),B(3,6),D(3,3), *S(3,6),TKZ(200,20),EKE(6,6),P(200)CALL DATAIF(IND.EQ.0)GOTO 10EO=EO/(1.0-UN*UN)UN=UN/(1.0-UN)10 CALL TOTSTICALL LOADCALL SUPPORCALL SOLVEQCALL STRESSSTOPENDSUBROUTINE DATACOMMON/X1/NJ,NE,NZ,NDD,NPJ,IND,NJ2,EO,UN,GAMA,TE,AECOMMON/X2/JM(100,3),NZC(50),CJZ(100,2),PJ(100,2),B(3,6),D(3,3), *S(3,6),TKZ(200,20),EKE(6,6),P(200)PRINT*,"INPUT:NJ,NE,NZ,NDD,NPJ,IND"READ(5,*)NJ,NE,NZ,NDD,NPJ,INDNJ2=NJ*2NPJ1=NPJ+1PRINT*,"INPUT:EO,UN,GAMA,TE"READ(5,*)EO,UN,GAMA,TEPRINT*,"INPUT:JM"READ(5,*)((JM(I,J),J=1,3),I=1,NE)PRINT*,"INPUT:CJZ"READ(5,*)((CJZ(I,J),J=1,2),I=1,NJ)PRINT*,"INPUT:NZC"READ(5,*)(NZC(I),I=1,NZ)PRINT*,"INPUT:PJ"READ(5,*)((PJ(I,J),J=1,2),I=1,NPJ1)OPEN(100,FILE='1.TXT')WRITE(100,10)(I,(CJZ(I,J),J=1,2),I=1,NJ)10 FORMAT(4X,2HNO,6X,1HX,6X,1HY/(I6,2X,F7.2,F7.2))RETURNENDSUBROUTINE ELEST(MEO,IASK)COMMON/X1/NJ,NE,NZ,NDD,NPJ,IND,NJ2,EO,UN,GAMA,TE,AECOMMON/X2/JM(100,3),NZC(50),CJZ(100,2),PJ(100,2),B(3,6),D(3,3), *S(3,6),TKZ(200,20),EKE(6,6),P(200)IE=JM(MEO,1)JE=JM(MEO,2)ME=JM(MEO,3)CM=CJZ(JE,1)-CJZ(IE,1)BM=CJZ(IE,2)-CJZ(JE,2)CJ=CJZ(IE,1)-CJZ(ME,1)BJ=CJZ(ME,2)-CJZ(IE,2)AE=(BJ*CM-BM*CJ)/2.0IF(IASK.LE.1) GOTO 50DO 10 I=1,3DO 10 J=1,6B(I,J)=0.010 CONTINUEB(1,1)=-BJ-BMB(1,3)=BJB(1,5)=BMB(2,2)=-CJ-CMB(2,4)=CJB(2,6)=CMB(3,1)=B(2,2)B(3,2)=B(1,1)B(3,3)=B(2,4)B(3,4)=B(1,3)B(3,5)=B(2,6)B(3,6)=B(1,5)DO 20 I=1,3DO 20 J=1,6B(I,J)=B(I,J)/(2.0*AE)20 CONTINUED(1,1)=EO/(1.0-UN*UN)D(1,2)=EO*UN/(1.0-UN*UN)D(2,1)=D(1,2)D(2,2)=D(1,1)D(1,3)=0.0D(2,3)=0.0D(3,1)=0.0D(3,2)=0.0D(3,3)=EO/(2.0*(1.0+UN))DO 30 I=1,3DO 30 J=1,6S(I,J)=0.0DO 30 K=1,3S(I,J)=S(I,J)+D(I,K)*B(K,J)30 CONTINUEIF(IASK.LE.2) GOTO 50DO 40 I=1,6DO 40 J=1,6EKE(I,J)=0.0DO 40 K=1,3EKE(I,J)=EKE(I,J)+S(K,I)*B(K,J)*AE*TE40 CONTINUE50 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE TOTSTICOMMON/X1/NJ,NE,NZ,NDD,NPJ,IND,NJ2,EO,UN,GAMA,TE,AECOMMON/X2/JM(100,3),NZC(50),CJZ(100,2),PJ(100,2),B(3,6),D(3,3), *S(3,6),TKZ(200,20),EKE(6,6),P(200)DO 20 I=1,NJ2DO 20 J=1,NDDTKZ(I,J)=0.020 CONTINUEDO 30 MEO=1,NECALL ELEST(MEO,3)DO 30 I=1,3DO 30 II=1,2LH=2*(I-1)+IILDH=2*(JM(MEO,I)-1)+IIDO 30 J=1,3DO 30 JJ=1,2L=2*(J-1)+JJLZ=2*(JM(MEO,J)-1)+JJLD=LZ-LDH+1IF(LD.LE.0) GOTO 30TKZ(LDH,LD)=TKZ(LDH,LD)+EKE(LH,L)30 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE LOADCOMMON/X1/NJ,NE,NZ,NDD,NPJ,IND,NJ2,EO,UN,GAMA,TE,AECOMMON/X2/JM(100,3),NZC(50),CJZ(100,2),PJ(100,2),B(3,6),D(3,3), *S(3,6),TKZ(200,20),EKE(6,6),P(200)DO 10 I=1,NJ2P(I)=0.010 CONTINUEIF(NPJ.EQ.0) GOTO 30DO 20 I=1,NPJI1=I+1J=IFIX(PJ(I1,2))P(J)=PJ(I1,1)20 CONTINUE30 IF(GAMA.LE.0.0) GOTO 50DO 40 MEO=1,NECALL ELEST(MEO,1)PE=-GAMA*AE*TE/3.0IE=JM(MEO,1)JE=JM(MEO,2)ME=JM(MEO,3)P(2*IE)=P(2*IE)+PEP(2*JE)=P(2*JE)+PEP(2*ME)=P(2*ME)+PE40 CONTINUE50 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE SUPPORCOMMON/X1/NJ,NE,NZ,NDD,NPJ,IND,NJ2,EO,UN,GAMA,TE,AECOMMON/X2/JM(100,3),NZC(50),CJZ(100,2),PJ(100,2),B(3,6),D(3,3), *S(3,6),TKZ(200,20),EKE(6,6),P(200)DO 60 I=1,NZMZ=NZC(I)TKZ(MZ,1)=1.0DO 10 J=2,NDDTKZ(MZ,J)=0.010 CONTINUEIF(MZ-NDD)20,20,3020 JO=MZGOTO 4030 JO=NDD40 DO 50 J=2,JOJ1=MZ-JTKZ(J1+1,J)=0.050 CONTINUEP(MZ)=0.060 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE SOLVEQCOMMON/X1/NJ,NE,NZ,NDD,NPJ,IND,NJ2,EO,UN,GAMA,TE,AECOMMON/X2/JM(100,3),NZC(50),CJZ(100,2),PJ(100,2),B(3,6),D(3,3),*S(3,6),TKZ(200,20),EKE(6,6),P(200)NJ1=NJ2-1DO 50 K=1,NJ1IF(NJ2-K-NDD+1)10,10,2010 IM=NJ2GOTO 3020 IM=K+NDD-130 K1=K+1DO 50 I=K1,IML=I-K+1C=TKZ(K,L)/TKZ(K,1)LD1=NDD-L+1DO 40 J=1,LD1M=J+I-KTKZ(I,J)=TKZ(I,J)-C*TKZ(K,M)40 CONTINUEP(I)=P(I)-C*P(K)50 CONTINUEP(NJ2)=P(NJ2)/TKZ(NJ2,1)DO 100 I1=1,NJ1I=NJ2-I1IF(NDD-NJ2+I-1)60,60,7060 JO=NDDGOTO 8070 JO=NJ2-I+180 DO 90 J=2,JOLH=J+I-1P(I)=P(I)-TKZ(I,J)*P(LH)90 CONTINUEP(I)=P(I)/TKZ(I,1)100 CONTINUEOPEN(101,FILE='2.TXT')WRITE(101,110)(I,P(2*I-1),P(2*I),I=1,NJ)110 FORMAT(2X,3HJD=,5X,2HU=,12X,2HV=/(I4,3X,F11.3,2X,F11.3)) RETURNENDSUBROUTINE STRESSCOMMON/X1/NJ,NE,NZ,NDD,NPJ,IND,NJ2,EO,UN,GAMA,TE,AECOMMON/X2/JM(100,3),NZC(50),CJZ(100,2),PJ(100,2),B(3,6),D(3,3),*S(3,6),TKZ(200,20),EKE(6,6),P(200)DIMENSION WY(6),YL(3)DO 60 MEO=1,NECALL ELEST(MEO,2)DO 10 I=1,3DO 10 J=1,2LH=2*(I-1)+JLDH=2*(JM(MEO,I)-1)+JWY(LH)=P(LDH)10 CONTINUEDO 20 I=1,3YL(I)=0.0DO 20 J=1,6YL(I)=YL(I)+S(I,J)*WY(J)20 CONTINUESIGX=YL(1)SIGY=YL(2)TOXY=YL(3)PYL=(SIGX+SIGY)/2.0SIG=(SIGX-SIGY)**2/4.0+TOXY*TOXYRYL=SQRT(SIG)SIG1=PYL+RYLSIG2=PYL-RYLIF(SIGY.EQ.SIG2) GOTO 30CETA1=TOXY/(SIGY-SIG2)CETA=90.0-57.29578*ATAN(CETA1)GOTO 4030 CETA=0.0OPEN(102,FILE='3.TXT')40 WRITE(102,50)MEO,SIGX,SIGY,TOXY,SIG1,SIG2,CETA50 FORMAT(4X,2HE=,I3/2X,3HSX=,F11.3,3X,3HSY=,F11.3,3X,4HTAU=,*F11.3/2X,3HS1=,F11.3,3X,3HS2=,F11.3,3X,4HCET=,F11.3)60 CONTINUERETURNEND二、输入数据：28,36,9,10,4,0 1,0.17,0,11,5,22,5,62,6,33,6,73,7,44,7,85,9,66,9,106,10,77,10,117,11,88,11,129,13,1010,13,1410,14,1111,14,1511,15,1212,15,1613,17,1414,17,1814,18,1515,18,1915,19,1616,19,2017,21,1818,21,2218,22,1919,22,2319,23,2020,23,2421,25,2222,25,2622,26,2323,26,2723,27,2424,27,280,61,62,6 3,60,51,52,53,50,41,42,43,40,31,32,33,30,21,22,23,20,11,12,13,10,01,02,03,07,15,23,31,39,47,49,50,55 0,0-50000,2-100000,4-100000,6-50000,8三、输出结果：1、节点坐标：NO X Y1 0.00 6.002 1.00 6.003 2.00 6.004 3.00 6.005 0.00 5.006 1.00 5.007 2.00 5.008 3.00 5.009 0.00 4.0010 1.00 4.0011 2.00 4.0012 3.00 4.0013 0.00 3.0014 1.00 3.0015 2.00 3.0016 3.00 3.0017 0.00 2.0018 1.00 2.0019 2.00 2.0020 3.00 2.0021 0.00 1.0022 1.00 1.0023 2.00 1.0024 3.00 1.0025 0.00 0.0026 1.00 0.0027 2.00 0.0028 3.00 0.00 2、节点位移（m）：JD= U= V=1 -29767.031 -1173919.8752 -14003.248 -1174020.7503 -3753.289 -1179520.1254 0.000 -1181721.8755 -26382.504 -1072683.5006 -10746.987 -1073616.8757 -2064.578 -1082362.6258 0.000 -1085875.3759 -13536.982 -964012.00010 3372.830 -970057.00011 7268.439 -989270.93812 0.000 -998403.81213 7816.650 -835385.12514 27176.352 -861715.68815 22063.291 -905727.93816 0.000 -927167.25017 29514.604 -665604.25018 53419.770 -747342.18819 34876.914 -839808.62520 0.000 -881221.00021 29580.316 -416289.65622 52945.020 -632602.68823 17504.215 -803767.50024 0.000 -859483.75025 0.000 0.00026 -120103.062 -583506.75027 -76202.484 -787348.93828 0.000 -829172.5623、单元应力（Pa）：E= 1SX= -1489.449 SY=-101489.578 TAU= -1489.493 S1= -1467.270 S2=-101511.766 CET= 179.147 E= 2SX= -1475.786 SY=-100654.781 TAU= -1790.448 S1= -1443.477 S2=-100687.094 CET= 178.966 E= 3SX= -7021.617 SY=-101597.578 TAU= -3741.747 S1= -6873.812 S2=-101745.383 CET= 177.738 E= 4SX= -8067.512 SY= -98528.883 TAU= -4459.167 S1= -7848.234 S2= -98748.156 CET= 177.185 E= 5SX= -13143.324 SY= -99391.883 TAU= -1662.572 S1= -13111.285 S2= -99423.922 CET= 178.896 E= 6SX= -14652.791 SY= -98337.594 TAU= -1501.185 S1= -14625.871 S2= -98364.516 CET= 178.973 E= 7SX= -2923.120 SY=-109168.492 TAU= -5888.416 S1= -2597.762 S2=-109493.844 CET= 176.837 E= 8SX= -716.068 SY=-103681.609 TAU= -8617.434 S1= 0.160 S2=-104397.844 CET= 175.249 E= 9SX= -9188.308 SY=-105121.906 TAU= -9771.604 S1= -8203.109 S2=-106107.102 CET= 174.243 E= 10SX= -12285.007 SY= -95180.242 TAU= -12199.550 S1= -10526.906 S2= -96938.344 CET= 171.799 E= 11SX= -14170.538 SY= -95500.742 TAU= -5489.623 S1= -13801.672 S2= -95869.609 CET= 176.156 E= 12SX= -22797.447 SY= -91347.070 TAU= -3902.925 S1= -22575.945 S2= -91568.570 CET= 176.752 E= 13SX= -5104.274 SY=-129494.578 TAU= -11708.809 S1= -4011.730 S2=-130587.125 CET= 174.669 E= 14SX= 969.693 SY=-108176.422 TAU= -21424.820 S1= 5024.629 S2=-112231.359 CET= 169.283 E= 15SX= -14954.604 SY=-110883.578 TAU= -18383.518 S1= -11552.312 S2=-114285.867 CET= 169.515 E= 16SX= -19890.213 SY= -86924.367 TAU= -25131.225 S1= -11514.891 S2= -95299.688 CET= 161.569 E= 17SX= -22109.713 SY= -87301.680 TAU= -10225.519 S1= -20543.445 S2= -88867.945 CET= 171.292 E= 18SX= -35190.500 SY= -77218.953 TAU= -9162.105 S1= -33280.023 S2= -79129.430 CET= 168.221E= 19SX= -9785.861 SY=-171444.500 TAU= -20525.008 S1= -7220.609 S2=-174009.750 CET= 172.876 E= 20SX= 4594.449 SY=-113592.445 TAU= -46145.883 S1= 20477.516 S2=-129475.516 CET= 161.007 E= 21SX= -25287.357 SY=-118672.375 TAU= -30023.787 S1= -16467.543 S2=-127492.188 CET= 163.629 E= 22SX= -30634.465 SY= -71127.195 TAU= -44991.484 S1= -1543.734 S2=-100217.922 CET= 147.114 E= 23SX= -34259.684 SY= -71743.445 TAU= -14638.012 S1= -29220.699 S2= -76782.422 CET= 161.005 E= 24SX= -43958.176 SY= -53419.129 TAU= -17697.580 S1= -30369.762 S2= -67007.547 CET= 142.483 E= 25SX= -19028.232 SY=-252549.391 TAU= -34958.820 S1= -13907.102 S2=-257670.531 CET= 171.666 E= 26SX= 3973.836 SY=-114063.977 TAU= -92238.578 S1= 54459.203 S2=-164549.344 CET= 151.307 E= 27SX= -39180.902 SY=-121400.266 TAU= -39312.672 S1= -23409.199 S2=-137171.969 CET= 158.140 E= 28SX= -42804.859 SY= -43317.969 TAU= -65723.141 S1= 22662.227 S2=-108785.055 CET= 135.112 E= 29SX= -42224.188 SY= -43219.219 TAU= -10273.362 S1= -32436.301 S2= -53007.105 CET= 136.386 E= 30SX= -21830.449 SY= -25448.408 TAU= -23810.377 S1= 239.566 S2= -47518.426 CET= 137.172 E= 31SX= -48815.301 SY=-424588.281 TAU= -79800.312 S1= -32570.906 S2=-440832.688 CET= 168.494 E= 32SX=-132272.047 SY= -71582.141 TAU=-175409.688 S1= 76088.000 S2=-279942.188 CET= 130.093 E= 33SX= -45090.219 SY= -56761.309 TAU= 804.799S1= -45034.984 S2= -56816.547 CET= 3.926 E= 34SX= 42332.844 SY= -9222.024 TAU= -47066.441 S1= 70218.484 S2= -37107.668 CET= 149.354 E= 35SX= -20899.361 SY= -19971.461 TAU= 16235.217 S1= -4193.565 S2= -36677.254 CET= 45.818 E= 36SX= 73164.031 SY= -17873.285 TAU= -17873.346 S1= 76547.367 S2= -21256.619 CET= 169.281四、数据处理：1、应力分布：先利用二单元平均法计算点b,c,d,e,f,g 的x σ值：如b 点x σ值为：()()36361173164.03173164.03173164.03122bx x x σσσ=+=+= 同理可得各点x σ的值，填入下表：利用拉格朗日插值公式计算节点a,h 的应力：2.1875 2.1875 1.31250.3125161.102a b c d e x x x x x σσσσσ=-+-= 1.875 1.250.37512.175h g f e x x x x σσσσ=-+=-利用绕节点平均法计算节点8,12,16,20,24的应力，如下：()8114.65314.17122.79717.2073x σ=---=- ()12122.79722.11035.19126.6993x σ=---=- ()16135.19134.26043.95837.8033x σ=---=- ()20143.95842.22421.83036.0043x σ=---=- ()24121.83020.89973.16410.1453xσ=--+= 则x=3m 截面的x σ应力可用下表表示：通过MATLAB 作出截面x=3m 处应力图：2、竖向位移：μ）：y=0处的竖向位移整理如下表所示（my=6m处竖向位移整理如下表所示（m）：通过MATLAB作出截面竖向位移图习题 3.14：图示楔形体受自重及齐顶水压作用，弹性模量4210E MPa =⨯，泊松比0.167μ=，厚度t=1m ，自重432.410P N m =⨯，水的容重取为4310N m γ=，按平面应力问题计算。
力学计算实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过实际操作，加深对力学基本概念和计算方法的理解。
通过实验，掌握以下内容：1. 力的合成与分解；2. 物体的受力分析；3. 力矩和力偶的计算；4. 物体平衡条件的应用；5. 力学实验数据的处理和分析。
二、实验原理力学计算实验涉及的主要原理包括：1. 力的合成与分解：根据力的平行四边形法则，将多个力合成一个力，或将一个力分解为两个分力。
2. 物体的受力分析：分析物体所受的力，包括重力、支持力、摩擦力等，并根据力的作用线、作用点等特征进行计算。
3. 力矩和力偶的计算：力矩是力与力臂的乘积，力偶是两个等大、反向、不共线的力。
通过计算力矩和力偶，可以分析物体的转动状态。
4. 物体平衡条件的应用：物体在力的作用下处于平衡状态时，所受的合力为零，合力矩为零。
5. 力学实验数据的处理和分析：对实验数据进行整理、计算和分析，得出结论。
三、实验设备与仪器1. 力学实验台；2. 力学测力计；3. 支撑杆；4. 滑轮；5. 测力计；6. 水平仪；7. 计算器；8. 记录纸。
四、实验步骤1. 实验一：力的合成与分解（1）搭建力学实验台，将测力计固定在实验台上；（2）用测力计分别测量两个力的合力，记录数据；（3）用平行四边形法则计算两个力的合力，并与实验数据进行比较。
2. 实验二：物体的受力分析（1）搭建力学实验台，将物体放置在实验台上；（2）分析物体所受的力，包括重力、支持力、摩擦力等；（3）根据受力分析，计算物体所受的合力，判断物体的运动状态。
3. 实验三：力矩和力偶的计算（1）搭建力学实验台，将物体放置在实验台上；（2）分析物体所受的力，确定力臂；（3）计算力矩和力偶，判断物体的转动状态。
4. 实验四：物体平衡条件的应用（1）搭建力学实验台，将物体放置在实验台上；（2）分析物体所受的力，判断物体的平衡状态；（3）验证物体是否满足平衡条件。
5. 实验五：力学实验数据的处理和分析（1）整理实验数据，进行计算；（2）分析实验数据，得出结论。
计算力学课程设计报告
计算力学课程设计说明书作者: 学号：学院:专业(方向):题目: ANSYS软件建模指导者：(姓名) (专业技术职务)(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)2015 年 9 月题目1：下图所示为一个支座类零件的结构示意图，要求用ANSYS软件建立相应的实体模型和有限元离散模型，说明所用单元的种类、单元数和节点总数。
（单位：mm）解题步骤：１、定义工作文件名、标题，并更改工作目录将文件名和标题均改为zuoye1，工作目录改为H:\ANSYS。
２、选择计算类型选择Main Manu>preferences,勾选Structural。
３、定义单元类型选择Main Manu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，在弹出的对话框内选择Solid Brick 8node 185单元，点击OK。
如下图。
４、自底向上创建几何模型（1）绘制底座：选择Main Manu>Preprocessor>Modeling> Create>Volumes> Block>By Dimensions命令,输入相应的坐标参数，点击OK，生成底座。
见下图。
（2）打圆孔：选择Main Manu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes> Cylinder>Solid Cylinder命令，输入相应参数，先后建立两个圆柱模型，然后选择Main Manu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes 命令，减掉两个圆柱，从而打出两个圆孔。
如下图。
（3）倒圆角：选择Main Manu> Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Area Fillet命令，选择需要倒角的两个面，输入圆角半径，创建出两个圆弧面，然后选择Main Manu> Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>Volume By Area命令，切割出两个圆角，最后选择Main Manu>Preprocessor>Modeling> Delete>Volume and Below命令，删除圆角外的多余部分。
计算力学课程设计方案模板
一、课程基本信息1. 课程名称：计算力学2. 课程代码：XXXXXX3. 学分：XX学分4. 学时：XX学时5. 授课对象：XX年级XX专业学生6. 授课教师：XX7. 开设学期：XX学期二、课程目标1. 知识目标：（1）使学生掌握计算力学的基本概念、基本理论和基本方法。
（2）使学生了解计算力学在工程实际问题中的应用。
（3）培养学生运用计算力学解决实际问题的能力。
2. 能力目标：（1）提高学生的数学建模能力。
（2）培养学生的计算机编程能力。
（3）提高学生的科学研究和工程实践能力。
3. 素质目标：（1）培养学生的创新精神和团队协作能力。
（2）提高学生的职业道德和社会责任感。
（3）培养学生的国际视野和跨文化交流能力。
三、教学内容1. 计算力学基本概念（1）有限元法（2）离散元法（3）数值分析方法（4）计算力学软件介绍2. 有限元法（1）有限元基本理论（2）有限元方程的建立与求解（3）单元类型及网格划分（4）典型结构分析实例3. 离散元法（1）离散元基本理论（2）离散元方程的建立与求解（3）单元类型及网格划分（4）典型结构分析实例4. 数值分析方法（1）数值积分（2）数值微分（3）数值求解微分方程（4）数值求解偏微分方程5. 计算力学软件介绍（1）有限元分析软件介绍（2）离散元分析软件介绍（3）数值分析软件介绍四、教学方法与手段1. 讲授法：系统讲解计算力学的基本理论、方法和应用。
2. 案例分析法：通过典型实例，分析计算力学在工程中的应用。
3. 讨论法：组织学生进行课堂讨论，提高学生的参与度和思考能力。
4. 计算机辅助教学：利用计算机软件进行数值计算和模拟，提高学生的实践能力。
5. 实验教学：通过实验，使学生掌握计算力学的基本操作和实验技能。
五、考核方式1. 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况等，占总成绩的30%。
2. 期中考试成绩：占总成绩的30%。
3. 期末考试成绩：占总成绩的40%。
六、教学资源1. 教材：选用国内外优秀的计算力学教材。
计算结构力学程序设计报告材料
实验一形成单元定位向量的程序设计一求图示结构各单元的单元定位向量二输入数据文件单元数NE= 3结点数NJ= 5特殊结点数NJT= 5截面特性分组数NAI= 1单元两端结点号:单元起点终点单元起点终点单元起点终点单元起点终点1 12 234 3 4 5单元截面特性:1 1 1特殊结点信息(结点号,结点各自由度的约束特征数):结点号特征数特征数特征数结点号特征数特征数特征数结点号特征数特征数特征数1 1 1 1 5 1 1 12 0 1001 03 2 1001 04 25 0截面特性EA:.000截面特性EI:100000.000结点坐标:结点 X坐标 Y坐标结点 X坐标 Y坐标结点 X坐标 Y坐标1 .000 .0002 .000 4.0003 .000 4.0004 4.000 4.0005 4.000 .000未知量编号:0 0 0 1 0 2 1 0 3 1 0 4 0 0 0单元定位向量MW(6)单元编号: 1 MW = 0 0 0 1 0 2单元编号: 2 MW = 1 0 3 1 0 4单元编号: 3 MW = 1 0 4 0 0 0单元刚度矩阵：单元号 118750.00 .00 -37500.00 -18750.00 .00 -37500.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00-37500.00 .00 100000.00 37500.00 .00 50000.00 -18750.00 .00 37500.00 18750.00 .00 37500.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 -37500.00 .00 50000.00 37500.00 .00 100000.00单元刚度矩阵：单元号 2.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 18750.00 37500.00 .00 -18750.00 37500.00 .00 37500.00 100000.00 .00 -37500.00 50000.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 -18750.00 -37500.00 .00 18750.00 -37500.00 .00 37500.00 50000.00 .00 -37500.00 100000.00单元刚度矩阵：单元号 318750.00 .00 37500.00 -18750.00 .00 37500.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 37500.00 .00 100000.00 -37500.00 .00 50000.00 -18750.00 .00 -37500.00 18750.00 .00 -37500.00 .00 .00 .00 .00 .00 .00 37500.00 .00 50000.00 -37500.00 .00 100000.00结构刚度矩阵：37500.0 37500.0 .0 37500.0 37500.0 100000.0 .0 .0 .0 .0 100000.0 50000.0 37500.0 .0 50000.0 200000.0实验二形成单元刚度矩阵和结构刚度矩阵的程序设计一求图示结构各单元的单元定位向量。
计算力学报告 汪睿 文档
《计算力学基础》计算实例报告专业：化工过程机械学号：2111102188姓名：汪睿《计算力学基础》计算实例报告初始条件考虑如图（a ）所示的正方形薄板，沿其对角承受一对压力，载荷沿厚度为均匀分布，设板的杨氏模量E=200Gpa ，泊松比μ=0.3，厚度t=5mm ，单元离散图如下图（b ）所示，求解各节点的位移及各单元内的应力。
分析流程1. 编写程序根据求解问题，使用FORTRAN 编写求解二维平面应力弹性力学的程序，此程序包含主程序STRESS 和四个子程序ELSTMX(KK)、MODIFY 、DCMPBD 和SLVBD 。
主程序主要进行数据输入、结果输出、最大半带宽的计算、组装总体刚度矩阵以及计算单元内的应力、应变值。
子程序ELSTMX(KK)计算刚度系数矩阵，生成第KK 单元的刚度矩阵K ；子程序MODIFY 输入节点处的载荷值、位移边界节点的位移值，对总体刚度矩阵、位移数组和节点力数组作修改；子程序DCMPBD 用高斯消元法将对称等宽总刚度矩阵的上半部分化为上三角矩阵；子程序SLVBD 对子程序DCMPBD 得到的上三角矩阵进行回代计算，得到节点位移向量DD 。
2. 数据输入①③② ④2.1 数据输入的一般步骤1）标题和控制参数标题、节点总数（NN）、元件总数（NE）、元件种类数、材料性质数。
2）材料性质本问题是弹性力学平面问题，需要读入杨氏模量（EM）、泊松比（PR）、板厚度（TH）3）节点坐标和元件关联信息节点坐标 XC（ＮＮ），ＹＣ（ＮＮ）元件关联信息NEL（NE，３）4）边界条件信息5）节点载荷的输入，可用与节点坐标相同的方法输入节点载荷6）数据校核2.2 本例数据输入对于本例的求解，需要通过一个INPUT.DAT文件进行数据的输入，其步骤是为：输入标题，输入节点总数，单元总数，弹性模量，泊松比，厚度；顺序输入所有节点的x坐标，y坐标；再输入各个单元的号码，以及组成该单元的节点的编号；最后按下面的顺序输入载荷和位移边界条件。
计算力学设计报告
计算力学大作业题目：杆、梁、板组合有限元程序设计院系：建筑工程学院专业：土木工程班级：土木xxx班姓名：xxx学号：xxxxxxxxxxx时间：2016.6.13--2016.6.18结构如图平面薄壁结构程序设计报告一、摘要：此设计报告中主要叙述了如何用FORTRAN程序语言来解决基于整体存储和高斯求解的平面薄壁结构（杆、梁、板）的有限元程序设计的相关问题。
主要计算原理为：离散杆、梁、板三种单元、选择位移函数、建立单元刚度矩阵、组集总刚、处理约束、位移和荷载、用高斯消去法求解。
此设计报告简要介绍了程序功能、程序结构，源程序的主要模块的代码及说明，对两个算例的结构进行了单元离散化，上述程序用“Compaq Visual Fortran6.6”编译。
其中的两个算例一个为书上P128页的例子，一个是自己设计的一个算例，两个算例用EXCEL进行了三维图示处理。
二、程序功能简介：本程序主要用于平面薄壁结构的计算分析。
本程序能实现平面薄壁结构杆元、梁元、板元性质等数据文件的输入，然后得出结构上各个结点的位移、杆元上的结点力（其中包括杆元上的X轴或Y轴向的轴力）、梁元上两端的结点力(其中包括梁元两端的X轴和Y轴向的轴力、剪力和梁元两端结点上的弯矩)和板元上剪应力和结点力。
三、程序结构框图：开始执行主程序，定义各个参数（杆、梁、板单元编号数量等）读取相关数据（结点信息、结点坐标等）ESTIF1 求杆元刚度矩ESTIF2 求梁元刚度矩ESTIF4 求板元刚度矩EAD 求单元地址FORAD,FORA组集一维总刚处理载荷和置大数法处理约束执行高斯消去法子程序执行RESULT程序，输入计算数据四、程序设计主要模块代码及说明主要模块主程序模块：PROGRAM MAIN杆元刚度矩阵子程序模块：ESTIF1梁元刚度矩阵子程序模块：ESTIF2常剪流四边形元刚度矩阵子程序模块：ESTIF4整体存储总刚度矩阵程序：FORK高斯消去法子程序：GS内力计算和结果输出子例行程序：RESULT程序说明1、主程序PROGRAM MAINCHARACTER*30 INFILEREAL KDIMENSION NOPNT(20),NOFIX(20),INFOC(20,3),JAD(16),X(100), PLOAD(20,3),PRESC(20,3),EK1(4,4),EK2(6,6),EK4(8,8)COMMON/LIMT/ME1,ME2,ME4,MJCOMMON/CTRL/NE1,NE2,NE4,NJE1,NJE2,NJE4,NJ,NCJ,NPJ,NFJCOMMON/TOPL/IA1(20,2),IA2(20,2),IA4(20,4),XY(40,2)COMMON/STIF/K(100,101)COMMON/C/PROPS(5,3)COMMON/C1/MATNO1(20)/C2/MATNO2(20)/C4/MATNO4(20),AREA,R(8)ME1=20ME2=20ME4=20MJ=40NJE1=2NJE2=2NJE4=4NFJ=3NPROP=3WRITE(*,*)'PLEASE ENTER DATA FILE NAME:'READ(*,'(A)')INFILEOPEN(1,FILE=INFILE,STATUS='OLD')READ(1,*)NE1,NE2,NE4,NJREAD(1,*)((IA1(I,J),J=1,NJE1),I=1,NE1)READ(1,*)((IA2(I,J),J=1,NJE2),I=1,NE2)READ(1,*)((IA4(I,J),J=1,NJE4),I=1,NE4)READ(1,*)(XY(I,1),XY(I,2),I=1,NJ)READ(1,*)NMATSREAD(1,*)((PROPS(I,J),J=1,NPROP),I=1,NMATS) READ(1,*)(MATNO1(I),I=1,NE1)READ(1,*)(MATNO2(I),I=1,NE2)READ(1,*)(MATNO4(I),I=1,NE4)READ(1,*)NCJREAD(1,*)(NOFIX(I),I=1,NCJ)READ(1,*)((INFOC(I,J),J=1,NFJ),I=1,NCJ) READ(1,*)((PRESC(I,J),J=1,NFJ),I=1,NCJ) READ(1,*)NPJREAD(1,*)(NOPNT(I),I=1,NPJ)READ(1,*)((PLOAD(I,J),J=1,NFJ),I=1,NPJ) CLOSE(1)NTF=NJ*NFJDO II=1,NTFX(II)=0.0DO JJ=1,NTF+1K(II,JJ)=0.0END DOEND DODO IE=1,NE1CALL ESTIF1(IE,EK1)CALL EAD(IE,ME1,NFJ,NJE1,2,JAD,IA1)CALL FORK(4,JAD,EK1)END DODO IE=1,NE2CALL ESTIF2(IE,EK2)CALL EAD(IE,ME2,NFJ,NJE2,3,JAD,IA2)CALL FORK(6,JAD,EK2)END DODO IE=1,NE4CALL ESTIF4(IE,EK4)CALL EAD(IE,ME4,NFJ,NJE4,2,JAD,IA4)CALL FORK(8,JAD,EK4)END DODO I=1,NPJDO J=1,3II=(NOPNT(I)-1)*3+JK(II,NTF+1)=PLOAD(I,J)END DOEND DODO I=1,NCJDO J=1,3II=(NOFIX(I)-1)*3+JJJ=INFOC(I,J)IF(JJ.NE.0)THENK(II,II)=K(II,II)*10E18K(II,NTF+1)=K(II,II)*PRESC(I,J)END IFEND DOEND DOK(15,15)=10E18K(24,24)=10E18K(33,33)=10E18K(42,42)=10E18CALL GS(NTF,X)CALL RESULT(X)END2、杆单元刚度矩阵子程序SUBROUTINE ESTIF1(MM,EK1)REAL LIJDIMENSION EK1(4,4)COMMON/TOPL/IA1(20,2),IA2(20,2),IA4(20,4),XY(40,2) COMMON/C/PROPS(5,3)/C1/MATNO1(20)LMAT=MATNO1(MM)E1=PROPS(LMAT,1)F1=PROPS(LMAT,2)I=IA1(MM,1)X1=XY(I,1)Y1=XY(I,2)I=IA1(MM,2)X2=XY(I,1)Y2=XY(I,2)LIJ=SQRT((X2-X1)*(X2-X1)+(Y2-Y1)*(Y2-Y1))C=(X2-X1)/LIJS=(Y2-Y1)/LIJF=F1*E1/LIJEK1(1,1)=F*C*CEK1(2,1)=F*C*SEK1(2,2)=F*S*SEK1(3,1)=-F*C*CEK1(3,2)=-F*C*SEK1(3,3)=F*C*CEK1(4,1)=-F*C*SEK1(4,2)=-F*S*SEK1(4,4)=F*S*SDO 1 I=1,4DO 1 J=I+1,41 EK1(I,J)=EK1(J,I)END3、梁元刚度矩阵子程序SUBROUTINE ESTIF2(MM,EK2)DIMENSION EK2(6,6)COMMON/TOPL/IA1(20,2),IA2(20,2),IA4(20,4),XY(40,2) COMMON/C/PROPS(5,3)/C2/MATNO2(20)LMAT=MATNO2(MM)E2=PROPS(LMAT,1)F2=PROPS(LMAT,2)AJ2=PROPS(LMAT,3)I=IA2(MM,1)X1=XY(I,1)Y1=XY(I,2)I=IA2(MM,2)X2=XY(I,1)Y2=XY(I,2)B=SQRT((X2-X1)*(X2-X1)+(Y2-Y1)*(Y2-Y1))C=(X2-X1)/BS=(Y2-Y1)/BF=12.0*E2*AJ2/(B*B*B)H=E2*F2/BP=6.*E2*AJ2/(B*B)Q=2.*E2*AJ2/BEK2(1,1)=F*S*S+H*C*CEK2(2,1)=S*C*(H-F)EK2(2,2)=F*C*C+H*S*SEK2(3,1)=-S*PEK2(3,2)=C*PEK2(3,3)=2.*QEK2(4,1)=-EK2(1,1)EK2(4,2)=-EK2(2,1)EK2(4,3)=S*PEK2(4,4)=EK2(1,1)EK2(5,1)=-EK2(2,1)EK2(5,2)=-EK2(2,2)EK2(5,3)=-C*PEK2(5,4)=EK2(2,1)EK2(5,5)=EK2(2,2)EK2(6,2)=C*PEK2(6,3)=QEK2(6,4)=S*PEK2(6,5)=-C*PEK2(6,6)=2.*QDO 1 I=2,6DO 1 J=1,I-11 EK2(J,I)=EK2(I,J)END4、常剪流板元刚度矩阵子程序SUBROUTINE ESTIF4(MM,EK4)REAL L12DIMENSION EK4(8,8),X(4),Y(4)COMMON/TOPL/IA1(20,2),IA2(20,2),IA4(20,4),XY(40,2) COMMON/C/PROPS(5,3)/C4/MATNO4(20),AREA,R(8)LMAT=MATNO4(MM)G4=PROPS(LMAT,1)T4=PROPS(LMAT,2)DO I=1,4II=IA4(MM,I)X(I)=XY(II,1)Y(I)=XY(II,2)END DOA1=X(2)*Y(3)+Y(2)*X(1)-X(2)*Y(1)-X(3)*Y(2)A2=X(3)*Y(4)+X(4)*Y(1)-X(4)*Y(3)-X(1)*Y(4)AREA=0.5*(A1+A2)AA=G4*T4/(4.*AREA)X21=X(2)-X(1)Y21=Y(2)-Y(1)X41=X(4)-X(1)Y41=Y(4)-Y(1)X42=X(4)-X(2)Y42=Y(4)-Y(2)X31=X(3)-X(1)Y31=Y(3)-Y(1)L12=SQRT(X21*X21+Y21*Y21)C=X21/L12S=Y21/L12R(1)=-S*S*X41+C*C*X42+C*S*Y41+C*S*Y42R(2)=C*S*X41+C*S*X42-C*C*Y41+S*S*Y42R(3)=(S*S-C*C)*X31-2*S*C*Y31R(4)=-2*C*S*X31+(C*C-S*S)*Y31DO I=5,8R(I)=-R(I-4)END DODO I=1,8DO J=1,8EK4(I,J)=R(I)*R(J)*AAEND DOEND DOEND5、单元地址程序段SUBROUTINE EAD(IE,ME,NFJ,NJE,NFJE,JAD,IA) DIMENSION JAD(16),IA(ME,NJE)DO I=1,NJEDO J=1,NFJEIJ=NFJE*(I-1)+JII=NFJ*(IA(IE,I)-1)+JJAD(IJ)=IIEND DOEND DOEND6、总体刚度矩阵程序段SUBROUTINE FORK(NM,JAD,EK)REAL KDIMENSION EK(NM,NM),JAD(16)COMMON/STIF/K(100,101)DO I=1,NMDO J=1,NMII=JAD(I)JJ=JAD(J)K(II,JJ)=K(II,JJ)+EK(I,J)END DOEND DOEND7、高斯消去法SUBROUTINE GS(N,X)DIMENSION X(N)COMMON/STIF/A(100,101)DO 10 K=1,N-1DO 10 I=K+1,NDO 10 J=K+1,N+110 A(I,J)=A(I,J)-A(I,K)*A(K,J)/A(K,K)X(N)=A(N,N+1)/A(N,N)DO 30 K=N-1,1,-1X(K)=0.0DO 20 J=K+1,N20 X(K)=X(K)+A(K,J)*X(J)30 X(K)=(A(K,N+1)-X(K))/A(K,K)END8、数据输出程序段SUBROUTINE RESULT(X)CHARACTER*30 OUTFILEDIMENSION X(100),EK1(4,4),EK2(6,6),EK4(8,8)DIMENSION D1(4),D2(6),D4(8),P1(4),P2(6),P4(8)COMMON/CTRL/NE1,NE2,NE4,NJE1,NJE2,NJE4,NJ,NCJ,NPJ,NFJCOMMON/TOPL/IA1(20,2),IA2(20,2),IA4(20,4),XY(40,2)COMMON/C/PROPS(5,3)/C4/MATNO4(20),AREA,R(8)WRITE(*,*)'ENTER THE OUTFILE NAME:'READ(*,'(A)')OUTFILEOPEN(2,FILE=OUTFILE,STATUS='UNKNOWN')WRITE(2,*)'NODAL DISPLACEMENTS'WRITE(2,*)' UX UY UXY'DO I=1,NJWRITE(2,'(1X,I3,2X,3F11.5)')I,(X((I-1)*3+J),J=1,NFJ)END DOWRITE(2,*)'NODAL FORCES ON BAR ELEMENTS:'WRITE(2,*)'PXI PYI PXJ PYJ'DO IE=1,NE1CALL ESTIF1(IE,EK1)I=IA1(IE,1)D1(1)=X((I-1)*3+1)D1(2)=X((I-1)*3+2)I=IA1(IE,2)D1(3)=X((I-1)*3+1)D1(4)=X((I-1)*3+2)DO I=1,4P1(I)=0.DO J=1,4P1(I)=P1(I)+EK1(I,J)*D1(J)END DOEND DOWRITE(2,'(1X,I3,4F11.3)')IE,(P1(I),I=1,4)END DOWRITE(2,*)'NODAL FORCES ON BIAM ELEMENTS:'WRITE(2,1)1 FORMAT(12X,'PXI',8X,'PYI',8X,'MI',9X,'PXJ',8X,'PYJ',8X,'MJ')DO IE=1,NE2CALL ESTIF2(IE,EK2)I=IA2(IE,1)D2(1)=X((I-1)*3+1)D2(2)=X((I-1)*3+2)D2(3)=X((I-1)*3+3)I=IA2(IE,2)D2(4)=X((I-1)*3+1)D2(5)=X((I-1)*3+2)D2(6)=X((I-1)*3+3)DO I=1,6P2(I)=0.DO J=1,6P2(I)=P2(I)+EK2(I,J)*D2(J)END DOEND DOWRITE(2,'(1X,I3,6F11.3)')IE,(P2(I),I=1,6)END DOWRITE(2,*)'SHEAR STRESS AND NODAL FORCES ON SHEAR-ONLY PLATE ELEMENTS:'WRITE(2,*)2FORMAT(9X,'STR',7X,'PXI',7X,'PYI',7X,'PXJ',7X,'PYJ',7X,'PXM' ,7X,'PYM ',7X,'PXN',7X,'PYN')DO IE=1,NE4CALL ESTIF4(IE,EK4)I=IA4(IE,1)D4(1)=X((I-1)*3+1)D4(2)=X((I-1)*3+2)I=IA4(IE,2)D4(3)=X((I-1)*3+1)D4(4)=X((I-1)*3+2)I=IA4(IE,3)D4(5)=X((I-1)*3+1)D4(6)=X((I-1)*3+2)I=IA4(IE,4)D4(7)=X((I-1)*3+1)D4(8)=X((I-1)*3+2)LMAT=MATNO4(IE)G4=PROPS(LMAT,1)TAU=0.DO I=1,8TAU=TAU+R(I)*D4(I)END DOTAU=TAU*0.5*G4/AREADO I=1,8P4(I)=0.DO J=1,8P4(I)=P4(I)+EK4(I,J)*D4(J)END DOEND DOWRITE(2,'(1X,I3,F9.3,8F10.3)')IE,TAU,(P4(I),I=1,8) END DOCLOSE(2)END五、计算结论及分析1、原始数据：13,14,10,184,55,67,88,910,1111,1213,1414,152,55,88,1111,1414,171,22,33,66,99,1212,1515,1818,1717,1613,1010,77,44,14,5,2,15,6,3,27,8,5,48,9,6,510,11,8,711,12,9,813,14,11,1014,15,12,1116,17,14,1317,18,15,14200.,500.400.,500.600.,500.0.,400.400.,400.800.,400.0.,300.400.,300.800.,300.0.,200.400.,200.800.,200.0.,100.400.,100.800.,100.200.,0.400.,0.600.,0.37000.,25.,0.7000.,100.,800.2700.,2.,0.1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2 3,3,3,3,3,3,3,3,3,3316,17,181,1,01,1,00,0,00,0,00,0,041,3,13,15,0.,-500.,0.0.,-500.,0.-1000.,0.,0.1000.,0.,0.2、程序运行结果及处理结点位移数据的处理：节点编号UX UY UXY1 -0.02660 -2.48491 -0.001532 0.00001 -2.11412 0.000003 0.02659 -2.48490 0.001534 -0.39170 -1.25484 -0.004275 0.00000 -1.90414 0.000006 0.39169 -1.25483 0.004277 -0.60798 -1.23203 -0.001048 0.00000 -1.51519 0.000009 0.60797 -1.23202 0.0010410 -0.68329 -1.21209 -0.0003211 0.00000 -1.10329 0.0000012 0.68328 -1.21208 0.0003213 -0.56616 -1.21497 0.0035814 0.00000 -0.50885 0.0000015 0.56616 -1.21496 -0.0035816 0.00000 0.00000 0.0034017 0.00000 0.00000 0.0000018 0.00000 0.00000 -0.00340 Excel图示处理：杆元上结点力数据的处理：杆单元编号PXI PYI PXJ PYJ1 -171.368 0.000 171.368 0.0002 -171.367 0.000 171.367 0.0003 -265.989 0.000 265.989 0.0004 -265.989 0.000 265.989 0.0005 -298.938 0.000 298.938 0.0006 -298.938 0.000 298.938 0.0007 -247.695 0.000 247.695 0.0008 -247.694 0.000 247.694 0.0009 0.000 -367.460 0.000 367.46010 0.000 -680.656 0.000 680.65611 0.000 -720.823 0.000 720.82312 0.000 -1040.271 0.000 1040.27113 0.000 -890.494 0.000 890.494梁元上结点力数据的相关处理：PXI PYI MI PXJ PYJ MJ梁单元编号1 -93.067 -4.397 -482.466 93.067 4.397 -396.9642 -93.067 4.397 396.964 93.067 -4.397 482.4663 624.263 -316.271 -482.466 -624.263 316.271 -345.2944 3.294 -159.669 345.294 -3.294 159.669 -15.9085 -0.488 -139.586 15.908 0.488 139.586 -64.7206 -3.071 20.138 64.719 3.071 -20.138 -371.8097 -101.979 -54.752 371.809 101.979 54.752 380.7158 0.000 2.855 -380.715 0.000 -2.855 -190.3589 0.000 -2.855 190.358 0.000 2.855 380.71710 -101.982 54.753 -380.717 101.982 -54.753 -371.81211 -3.071 -20.135 371.812 3.071 20.135 -64.71712 -0.488 139.589 64.717 0.488 -139.589 -15.91013 3.294 159.673 15.909 -3.294 -159.673 -345.29414 624.264 316.271 345.294 -624.264 -316.271 482.466板元上结点力和剪应力数据的相关处理：STR PXI PYI PXJ PYJ PXM PYM PXN PYN 板单元编号1 1.793 -358.665 -179.333 -717.331 179.333 358.665 179.333 717.331 -179.3332 -1.793 717.330 179.333 358.665 -179.333 -717.330 -179.333 -358.665 179.3333 -0.227 90.937 22.734 90.937 -22.734 -90.937 -22.734 -90.937 22.7344 0.227 -90.937 -22.734 -90.937 22.734 90.937 22.734 90.937 -22.7345 0.428 -171.270 -42.818 -171.270 42.818 171.270 42.818 171.270 -42.8186 -0.428 171.271 42.818 171.271 -42.818 -171.271 -42.818 -171.271 42.8187 1.169 -467.625 -116.906 -467.625 116.906 467.625 116.906 467.625 -116.9068 -1.169 467.625 116.906 467.625 -116.906 -467.625 -116.906 -467.625 116.9069 -1.918 767.180 191.795 383.590 -191.795 -767.180 -191.795 -383.590 191.79510 1.918 -383.589 -191.795 -767.179 191.795 383.589 191.795 767.179 -191.7953.结果分析⑴在此算例中，必须要对结点5、8和11的第三个位移（即角位移）进行约束，我采用了置大数法，令K（15，15）=10E18，K（24，24）=10E18，K（33，33）=10E18， K（42，42）=10E18⑵节点位移中，1，3节点位移最大，13，14，15节点没有位移。
计算力学课程设计
前言有限单元法是在当今工程分析中获得最广泛应用的数值计算方法，由于其通用性和有效性，受到工程技术界的高度重视。
伴随着计算机科学和技术的快速发展，现已成为计算机辅助设计和计算机辅助制造的重要组成部分。
由于有限元法是通过计算机实现的，因此有限元程序的编制及相关软件的研发就变得尤为重要。
从二十世纪五十年代以来，有限元软件的发展按目的和用途可分为专用软件和大型通用商业软件，而且软件往往集成了网格自动划分，结果分析和显示等前后处理功能，而且随着时间的发展，大型通用商业软件的功能由线性扩展到非线性，由结构扩展到非结构等等，这一系列强大功能的实现与运用都要求我们对有限元法的基础理论知识有较为清楚的认识以及对程序编写的基本能力有较好掌握。
一、有限元分析程序的理论基础作为弹性力学微分方程的等效积分形式，虚位移原理和虚应原理分别是平衡方程与力的边界条件和几何方程与位移边界条件的等效积分形式。
将物理方程引入虚位移原理和虚应力原理可以分别导出最小位能原理和最小余能原理，它们本质上和等效积分的伽辽金“弱”形式相一致，这是建立弹性力学有限原方程一般表达格式的理论基础。
对于通过弹性力学变分原理建立的弹性力学问题有限元方法，其未知场变量是位移，以节点位移为基本未知量，并以最小位能原理为基础建立的有限单元为位移元。
弹性力学平面问题有限元分析表达格式的建立步骤一般为：1、对所给的模型进行单元离散，一般采用三角形单元或四边形单元，不过由于四边形单元具有更高精度，应用更为普遍，一般而言一次或二次单元已足以满足精度要求。
离散后对单元进行编号，并且给定单元各节点的整体编码以及局部坐标系下按逆时针局部编码。
2、在局部坐标系下对各单元构造形函得到由单元各节点位移表示的单元位移形式，进而得到单元刚度矩阵，利用等参元性质和雅阁比矩阵进行组集，建立整体刚度矩阵。
3、建立单元等效结点载荷列阵并组集成结构节点等效载荷列阵4、得到单元各节点位移与结构节点等效载荷列阵的线代方程组，求解得到位移，进而可得应力应变。
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计算力学课程设计说明书作者: 学号：学院:专业(方向):题目: ANSYS软件建模指导者：(姓名) (专业技术职务)(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)2015 年 9 月题目1：下图所示为一个支座类零件的结构示意图，要求用ANSYS软件建立相应的实体模型和有限元离散模型，说明所用单元的种类、单元数和节点总数。
（单位：mm）解题步骤：１、定义工作文件名、标题，并更改工作目录将文件名和标题均改为zuoye1，工作目录改为H:\ANSYS。
２、选择计算类型选择Main Manu>preferences,勾选Structural。
３、定义单元类型选择Main Manu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，在弹出的对话框内选择Solid Brick 8node 185单元，点击OK。
如下图。
４、自底向上创建几何模型（1）绘制底座：选择Main Manu>Preprocessor>Modeling> Create>Volumes> Block>By Dimensions命令,输入相应的坐标参数，点击OK，生成底座。
见下图。
（2）打圆孔：选择Main Manu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes> Cylinder>Solid Cylinder命令，输入相应参数，先后建立两个圆柱模型，然后选择Main Manu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes 命令，减掉两个圆柱，从而打出两个圆孔。
如下图。
（3）倒圆角：选择Main Manu> Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Area Fillet命令，选择需要倒角的两个面，输入圆角半径，创建出两个圆弧面，然后选择Main Manu> Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>Volume By Area命令，切割出两个圆角，最后选择Main Manu>Preprocessor>Modeling> Delete>Volume and Below命令，删除圆角外的多余部分。
如图所示。
（4）绘制底座凹槽：选择Main Manu> Preprocessor>Modeling>Create> Volumes>Block>By Dimensions命令，输入凹槽各点坐标，在凹槽位置创建出一个和底座重合的长方体块，然后选择Main Manu>Preprocessor>Modeling> Operate> Booleans>Subtract>Volumes命令，在底座中减去重合部分即可。
如图所示。
（5）绘制支座背板：选择Main Manu> Preprocessor>Modeling> Create> Volumes> Block>By Dimensions命令,输入相应的坐标参数，点击OK，生成支座的背板。
如下图。
（6）绘制空心圆柱：首先转换工作平面坐标系，选择WorkPlane>offset WP to>XYZ locations，输入坐标（200,172,240）后点击OK，并调整三轴的指向。
然后选择Main Manu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes> Cylinder> Hollow Cylinder命令，输入空心圆柱的相关参数，创建空心圆柱体，最后删除掉多余部分。
如下图。
（7）绘制顶孔：首先调整工作平面坐标系的各轴方向至合适位置，然后选择Main Manu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes> Cylinder> Hollow Cylinder命令，输入顶孔的相关参数，创建顶孔，最后删除掉多余部分。
如下图。
（8）绘制中间竖板：首先将工作平面调整到原位置，然后选择Main Manu> Preprocessor>Modeling> Create> Volumes> Block>By Dimensions命令,输入相关参数，绘制模型中间的竖板，最后将多余部分删除。
如下图。
（9）合并：选择Main Manu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans> Add>Volumes命令，框选所有实体，合并成为一个整体。
５、划分网格选择Main Manu>Preprocessor>Meshing>Meshtool命令，对模型进行离散。
离散结果如下图。
６、结论本题离散模型所用的单元类型为Solid Brick 8 node 185单元，单元数为 39272，节点总数为8702。
如下图。
题目２：图示四边固定的圆盘形钢板，在中央处放置一正方体铝锭。
铝锭的边为5cm ，上表面施加了100MPa 的外压；圆盘形钢板半径10cm ，厚2.5cm 。
已知静摩擦因数2.0=f ；铝的材料参数GPa E 70=，33.0=μ，3/2700m kg =ρ；钢的材料参数GPa E 200=，27.0=μ，3解题步骤：１、定义工作文件名、标题，并更改工作目录将文件名和标题均改为zuoye2，工作目录改为H:\ANSYS 。
２、选择计算类型选择Main Manu>preferences,勾选Structural 。
３、定义单元类型选择Main Manu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，在弹出的对话框内选择Solid Brick 8node 185单元，点击OK。
４、定义材料属性选择Main Manu>Preprocessor>Material Props>Material Models命令，分别输入铝（材料1）的材料参数E=70GPa，μ=0.33，ρ=2700kg/m3和钢（材料2）的材料参数E=200GPa，μ=0.27，ρ=7800kg/m3。
５、建模自底向上建模，先选择Main Manu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes> Cylinder>Solid Cylinder命令，创建底部圆盘，然后选择Main Manu> Preprocessor>Modeling> Create> Volumes> Block>By Dimensions命令，创建上部正方体。
如下图。
６、划分网格因圆盘和正方体的材料不同，故需对两者分别进行划分。
先划分正方体：选择Main Manu>Preprocessor>Meshing>MeshTool命令，点击Element中的set按钮，将弹出对话框中的Material number选择为1，然后对模型上端的正方体块进行划分；而后划分圆盘：选择Main Manu>Preprocessor>Meshing> MeshTool命令，点击Element中的set按钮，将弹出对话框中的Material number 选择为2，然后对模型下端的圆盘进行划分。
如下图。
７、创建接触对选择Main Manu>Preprocessor>Modeling>Create>Contact Pair，打开Contact Manager，点击左上角Contact Wizard打开相应对话框，选择圆盘上表面为Target Surface，正方体下表面为Contact Surface，输入静摩擦因数f=0.2，点击Create，创建出接触对。
８、加载并求解选择Main Manu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Structural> Displacement>On Areas命令，在圆盘四周施加全约束，位移值设为0，然后选择Main Manu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Structural> Pressure>On Areas命令在正方体铝锭的上表面施加均布压力100MPa，最后选择Main Manu>Solution>Solve>Current LS命令，进行求解。
加载过程如下图。
９、查看结果（1）钢板变形情况：选择Main Manu>General Postproc>Plot Results> Deformed Shape命令，在对话框中选择Def + undef edge，点击确定，显示模型变形前的轮廓和变形后的形状。
如下图。
选择Main Manu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu 命令，在弹出对话框中选择DOF Solution>Displacement vector sum,点击OK，显示出节点位移云图。
如下图。
（2）钢板应力情况：选择Main Manu>General Postproc>Plot Results> Contour Plot>Nodal Solu 命令，在弹出的对话框里选择Stress>X-Component of stress,点击OK ，显示节点X 向应力云图，同样的方法，显示出节点Y 向和Z 向的应力云图。
X 、Y 、Z 向的节点应力云图依次见下图（每个方向两幅图）。
节点X 向应力云图节点Y 向应力云图节点Z 向应力云图题目3：下图所示为一个直齿圆柱齿轮的结构示意图（单位mm ），齿数Z=28个。
要单齿的结构示意图圆心角π/14圆心角π/28求：（1）用ANSYS 软件建立相应的实体模型和有限元离散模型，说明所用单元的种类、单元数和节点总数；（2）研究下图中齿轮的受力分析——应力和变形。