结构力学求解器(使用指南设计)

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分

析计算的计算机软件,

其功能包括求解平面杆件结构(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

中所涉及的绝大部分问题.

对几何可变体系可作静态或动态显示机构模态;能绘制结构内力

图和位移图;能静态或动态

显示结构自由振动的各阶振型和弹性稳定分析的失稳模态;能绘

制结构的影响线图.

该软件的版本为V1.5.清华大学土木系研制.高教出版社发行.

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,然后按提示操作

即可完成装机.装机完成后,桌面上将出现一个名为"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,便可使用该求解器.

三.输入数椐

先对结构的结点及单元进行编码,然后按以下诸项输入数椐:

1.结点定义

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,Dx,DY

Ngen---结点生成的次数;

Nincr---每次生成的结点码增量;

N1、N2---基础结点范围;

N12incr---基础结点的编码增量;

Dx,DY---生成结点的x ,y坐标增量.

3.单元定义

E，N1,N2[,DOF11,DOF12,DOF13,DOF21,DOF22,DOF23]

N1,N2---单元两端的结点码;

以下连接方式:1为连接,0为不连接;

DOF11,DOF12---分别为单元在杆端1处的x、y方向自由度的连

接方式,

缺省值=1;

DOF13---单元在杆端1处的转角方向自由度的连接方式,缺省值

=0;

DOF21,DOF22---分别为单元在杆端2处的x、y方向自由度的连

接方式,

缺省值=1;

DOF23---单元在杆端2处的转角方向自由度的连接方式,缺省值

=0.

4.单元生成(即成批输入单元两端的连接方式)

EGEN,Ngen,E1,E2,Nincr

Egen---生成次数;

E1,E2---基础单元范围;

Nincr---生成中单元两端点对应的结点码增量.

5.支座约束定义

NSUPT,Sn,Stype,Sdir,[,Sdisx,Sdisy,SdisR]

Sn---支座的结点码;

Stype---支座类型码;

Sdir---支座方向,以图示方向为零,绕结点逆时针旋转为正;

Sdisx---x方向的支座位移,缺省值=0;

Sdisy---y方向的支座位移,缺省值=0;

SdisR---转角方向的支座位移,缺省值=0.

以上(1)～(6)为支座类型码.

6.单元材料性质

ECHAR,ElemStart,ElemEnd,EA,EI,m

ElemStart---单元起始码;

ElemEnd---单元终止码;

EA,EI---分别为单元的抗拉和抗弯刚度;

m---单元的均布质量(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(背离)结点;

Ltype=2(-2),逆时(顺时)针方向的集中力矩;

Lsize---荷载大小(kn,kn-m);

Ldir---荷载方向(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.单元荷载

ELOAD,Ln,Ltype,Lsize1[,Lpos1[Lpos2[,Ldir]]]

Ln---荷载作用的单元码;

Ltype---荷载类型;

Ltype=1(-1),集中荷载,指向(背离)单元;

Ltype=2(2),逆时(顺时)针方向的集中力矩;

Ltype=3(-3),均布荷载,指向(背离)单元;

Lsize1---荷载大小;

Lpos1---荷载起点至单元杆端1的距离与单元杆长的比值,缺省

值=0;

Lpos2---荷载终点至单元杆端1的距离与单元杆长的比值,缺省

值=1;

(仅对均布荷载输入Lpos2)

Ldir---荷载方向(度),仅当Ltype=1,3或-1,-3时输入,缺省值=0.

(注:按局部坐标系定义,其角度以逆时针方向为正)

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---单位荷载的方向(整体坐标系):1为水平,2为竖直,3

为转角;

En---单元码;

pos---单元上截面位置: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.当单元的抗拉刚度(EA)或抗弯刚度(EI)为无穷大时,则分别填