清华结构力学求解器用法

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温度标注：对于温度改变，在杆件两侧标注出温度值。
设置选项：在观览器中“设置”菜单下，单击“选项” 打开“设置选项”对话框，其中有多种显示选项，如标注字 体大小、变形曲线的粗细和直线段数等。
六、符号约定
整体坐标：(x, y)，其中的转角或弯矩以x向y转为正； 局部坐标：x从单元的端点1指向端点2；y坐标从x坐标 按右手准则转90度获得； 所有与位移有关的量均按整体坐标(x, y)输入和给出； 结点荷载方向按整体坐标定义，与整体坐标同向为正； 单元荷载方向按局部坐标定义，其正方向为局部坐标的 反方向；
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编辑器的“文件”菜单包括如下几项：新建、打开、关 闭、保存、另存为、打印、退出、“退出”下方的文件名。 编辑器的“编辑”菜单包括如下几项：复原、剪切、复
制、粘贴、删除、查找、查找下一个、全选、时间/日期。 编辑器的文件菜单和编辑菜单提供了各种常见的文件及
编辑操作，这些菜单的使用方法和一般的Windows应用程序 完全一样，这里就不详细介绍了。
② 变量定义：对某些常用的数值、表达式，可直接将 其定义为变量，以方便输入和以后修改；
③ 结点定义：结点的生成有三种方式，即结点定义、 结点生成和结点填充； ④ 单元生成：单元的生成有两种方式，即单元定义和 单元生成； ⑤ 位移约束：提供结构的位移约束条件； ⑥ 荷载条件：提供结构的荷载状况；
⑦ 材料性质：输入单元的刚度值和极限弯矩值等；
⒊ 其它辅助功能
强大的命令文档编辑及文件读写功能； 二维结构的图形显示； 分析求解结果的数值显示、图形显示和动画显示。
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三、预装题目
子目录Prob2下含有《结构力学教程》(龙驭球、包世华 主编，高等教育出版社出版，1988)一书中各章节中绝大多 数习题题目，分别在子目录chp1, chp2, ...之中。 预装题目可以作为输入示范，同时可免除学生和教师大 量的输入工作。
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若想观看结构图、内力图及变形图等，可在“查看”菜 单中选择“观览器”命令进行查看。 ⒎ 求解器用法举例 以《结构力学教程》上册课后习题为例进行讲解：
(1) 第142页题3-8(d)；
(2) 第148页题3-20(a)； (3) 第229页题5-4。
The end. Thank you. Good bye!
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⑧ 温度改变：若单元有温度变化，输入温度荷载； ⑨ 其它参数：求解下列四种情况时需要。 自振频率：求解自由振动时需要； 临界荷载：求解弹性稳定时需要； 极限荷载：求解极限荷载时需要；
影响线： ⒍ 问题的求解
求解影响线时需要。
在“求解”菜单中选择几何组成、内力计算或位移计算 等命令，可进行分析计算； 在“求解”菜单中选择截面法、几何构造或组合结构命 令，可给出按这三种方法进行求解的基本步骤；
⒉ 求解功能
组合结构：智能求解模式增添了平面“静定组合结构” 的求解，按三种模式(所有杆件内力、作弯矩图需要的内力 、指定杆件的内力)以文本或图文形式给出解题步骤。 四精度求解：可选用四精度实型数(约28位)求解，结果 更精确、可更好地模拟无穷大刚度。
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几何构造检验：v1.0版中求解时先进行几何构造检验， 此版本中可设为否，以提高求解速度。 求解速度提高：求解速度提高3-4倍，一个10跨20层的 刚架的基频和相应的振型计算(学生版不行)，达到0.1%的精 度，在PII333上只用0.5秒。 求解规模加倍：求解问题对单元数的限制比v1.0版放松
编辑器的“求解”菜单包括如下几项：路径设置、几何
组成、内力计算、位移计算、位移内力、自由振动、弹性稳
定、极限荷载、影响线、截面法、几何构造、组合结构。 求解菜单中几乎每一个子菜单对应于一个求解功能，且 子菜单彼此之间的求解功能都是独立的(即不象在“命令” 菜单中，必须先由“结点”子菜单输入结点，才能接着由 “单元”子菜单输入单元)。 路径设置：修改计算程序的外部路径，一般取默认值即 可。
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弯矩图画在杆件受拉一边，局部坐标y轴的反方向取为 正号；
剪力正方向同局部坐标y轴正方向；
轴力受拉为正；
角度按度取值；
七、求解器的使用
⒈ 编辑器的菜单结构及使用(数据文件的编辑及求解)
⒉ 观览器的菜单结构及使用(二维结构的图形显示)
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⒊ 编辑器的常用按钮及相应功能 新建：新建一个空文档。
连续显示：观览器的缺省状态，此时观览器随时根 据编辑器中的活动文档的命令行绘出最新的图形。
暂停显示：此时观览器被“冻结”，不再对编辑器 中活动文档的命令改变发生反应。 停止单步显示：用于中断单步显示。
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⒌ 定义问题有关参数的步骤 ① 问题定义：确定新问题开始，输入新问题标题，通 过对话框选择方式也可以结束当前问题；
打开：打开一个已有的文档，SM Solver 显示“打 开”对话框，在其中可以打开所要文件。
保存：以当前文件名保存活动文档。如果文档未命 名，将显示“另存为”对话框。 修改：调用对话框以修改当前光标所在的命令行。 剪切：从文档中删除选定的正文，并将其存到剪贴 板上。 复制：复制所选正文并存到剪贴板上。 粘贴：把剪贴板内容插入在插入点处。
绘制内力图和位移图；
平面结构的自由振动和弹性稳定分析，计算前若干阶频 率和屈曲荷载，并静态或动画显示各阶振型和失稳模态； 平面结构的极限分析，求解极限荷载，并可静态或动画 显示单向机构运动模态； 平面结构的影响线分析，并绘制影响线图。
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⒉ 智能求解功能 平面体系的几何构造分析：按两刚片或三刚片法则求解 ，给出求解步骤； 平面桁架的截面法：找出使指定杆成为截面单杆的所有 截面； 平面静定组合结构的求解：按三种模式以文字形式或图 文形式给出求解步骤。
单个问题：当某一个问题被选中时，此命令名旁出现一 个选中标记。且相应地在编辑器下方的状态栏上最左边显示 出“问题：n”，n代表当前问题在整个文档中的序号。此时 活动文档窗中显示的只是当前的单个问题，而其它问题则被 隐藏起来。
返回 19
观览器：此菜单可以控制观览器窗口的显现和隐藏，具
体观览器的使用请参见下章“观览器使用介绍”。 中文关键字：由对话框输入的命令行时，选择中文/英
字形、大小等字符格式。
返回 20
编辑器的“命令”菜单包括如下几项：问题定义、变量
定义、结点、单元、位移约束、荷载条件、材料性质、温度
改变、其它参数、尺寸线、文本、修改命令。 命令菜单中各个子菜单的作用是通过对话框选择的方式 来向当前文档中添写各种命令，以输入各种结构体系信息
(结点定义，单元定义，支座定义，荷载定义等)
问题定义：由于一个文档中可同时存放几个问题，使用 该子菜单通过对话框选择的方式既可以结束当前问题，也可 以开始一个新问题。 变量定义：对某些常用的数值、表达式，可直接将其定
义为变量，以方便输入和以后的修改。
返回 21
结点：提供生成结点的三种方式：结点定义，结点生成
和结点填充。
单元：提供生成单元的两种方式：单元定义和单元生成。 位移约束：提供结构的位移约束条件。 荷载条件：提供结构的荷载状况。 材料性质：输入单元的刚度值和极限弯矩值等。 温度改变：输入各个单元的温度荷载。 其它参数：其下又有如下的4个子菜单: 自振频率：输入求解自由振动时所需的控制参数
几何组成：对所设计的体系进行几何组成分析，并弹出
显示分析结果的对话框。
返回 24
内力计算：对所输入的结构进行内力计算，并弹出显示 内力计算结果的对话框。 位移计算：对所设计的结构进行位移计算，并弹出显示 位移计算结果的对话框。 位移内力：对所设计的结构既进行内力计算又进行位移 计算，并弹出两个对话框，一个显示内力计算结果，另一个
文关键字。默认选取中文关键字。 工具栏：此命令用于显示或隐藏工具栏。工具栏包括了
SM Solver 中大多数的常用命令按钮，如打开、复制和打印 等。当工具栏被显示时，此命令名旁出现一个选中标记。 状态栏：显示设计文档的总行数、光标所在行数及列数 等信息。
字体：使用该命令，可控制编辑器窗体中字符的字体、
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编辑器的“查看”菜单包括如下几项：整个文档、单个
问题、观览器、中文关键字、工具栏、状态栏、字体。
允许用户检查和更改编辑器窗口当前所处的状态。 整个文档：当整个文档被选中时，此命令名旁出现一个 选中标记。且相应地在编辑器下方的状态栏上最左边显示出
“整个文档”。此时活动文档窗中显示整个文档。
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加大幅值：增加内力图或位移图等的显示幅度，而 结构图大小和外观不变。
减小幅值：减小内力图或位移图等的显示幅度，而 结构图大小和外观不变。 单步显示：观览器一次只读取编辑器中活动文档的 一条命令，并相应地加以显示。 单步显示钮按下后，工具 栏的最右方将出现一个“停止单步显示”按钮，可用于中断 单步显示。
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复原：取消上一次所做的编辑。
观览器：显示结构图观览器。 前一问题：显示文档中当前问题前面的一个问题。 下一问题：显示文档中当前问题后面的一个问题。
⒋ 观览器的常用按钮及相应功能
缩放比例选择框：通过选择不同的显示比例， 用户可将整个图形按比例地放大或缩小。缺省的缩放比例是 100%，此时整个图形刚好充满观览器。 光标位置显示框：当鼠标停留在观览器的图 形显示区域中时，此框显示出当前鼠标位置的在整体坐标系 中的坐标值(左边是x坐标，右边是y坐标)。通过移动鼠标， 用户可以不必查询编辑器中的命令文本而直接得到各结点的 坐标值。
一、版本区别
目前有两个版本：学生版和专业版。
学生版(V 1.5)解题规模有如下限制：几何组成、静力分 析、影响线、截面法等问题最多80个单元；自由振动、弹性 稳定和极限分析最多40个单元。专业版解题规模无此限制， 只受机器的内外存空间大小的限制。
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二、程序功能
⒈ 自动求解功能
平面体系的几何组成分析，对于可变体系可静态或动画 显示机构模态； 平面静定结构和超静定结构的内力计算和位移计算，并
注：这两个功能极大地方便了对命令的修改，几乎没有
必要再去记命令格式。
⒋ 显示功能
定制编码：可在结点码和单元码的位置显示用户定制的 文本。 尺寸线：用户可以在指定位置(按整体坐标)进行水平、 竖直和任意斜方向的尺寸线的标注。标注文本的字体风格和 大小均可调。
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加文本：用户可以通过输入命令在观览器的指定位置( 按整体坐标)显示文本，字体风格和大小可调。
结构力学求解器(SM Solver for Windows)是一个面向教 师、学生以及工程技术人员的计算机辅助分析计算软(课)件， 其求解内容包括了二维平面结构(体系)的几何组成、静定、 超静定、位移、内力、影响线、自由振动、弹性稳定、极限 荷载等经典结构力学课程中所涉及的一系列问题，全部采用 精确算法给出精确解答。
临界荷载；输入求解弹性稳定时所需的控制参数
极限荷载：输入求解极限荷载时所需的控制参数 影响线: 输入求解影响线时所需的控制参数
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尺寸线：输入结构图中的尺寸线标注。 文本：输入结构图中的文本标注。 修改命令：调用对话框对当前光标所在的命令行进行解
释，用户可通过改变参数完成对该行的修改。
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四、装机运行
⒈ 将软件安装到硬盘上
在Win95/98环境运行光盘上的SMSetup.exe。然后按提 示操作即可完成装机。
⒉ 启动运行
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双击桌面上的SM Solver图标，再单击程序的封面，便 可使用求解器了。
五、V1.5版的新增功能
⒈ 安装
完善了安装程序,对于Win 95/98可以自动在桌面上安装 图标。
了一倍。
⒊ 修改功能 中文关键词：为了方便对输入命令的修改，添加了中文 关键词选词。
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“修改”工具钮：将光标置于要查看或修改的命令行 ，单击“修改”工具钮，即可返回到输入该命令的对话框， 重现各个参数值。若不修改，单击“关闭”；若有修改，单 击“应用”即可。
⒌ 显示改进 隔离体：截面法的隔离体的显示更加突出醒目，增强可 视化效果。 支座位移：可以显示支座位移，并可以调整位移幅值( 按“加大幅值”或“减小幅值”按钮)。 弹簧支承：线位移的弹簧支承可以显示了。 刚性单元：刚度无穷大单元可以加粗显示，线条粗细可 调。 内力图：内力图显示作了改进，如：若内力在一个单元 上为常数，则将其值标在中间；轴力图用两种颜色区分拉力 和压力。