本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！
有 限 元 大 作 业 程 序 设 计
学校：天津大学
院系：建筑工程与力学学院 专业：01级工程力学 姓名：刘秀 学号：\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ 指导老师：
连续体平面问题的有限元程序分析
[题目]：
如图所示的正方形薄板四周受均匀载荷的作用，该结构在边界
上受正向分布压力，
p?1kNm，同时在沿对角线y轴上受一对集中压
力，载荷为2KN，若取板厚t?1，泊松比v?0。
2kN 1kN/m 2kN
[分析过程]：
由于连续平板的对称性，只需要取其在第一象限的四分之一部分
本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！
参加分析，然后人为作出一些辅助线将平板“分割”成若干部分，再为每个部分选择分析单元。采用将此模型化分为4个全等的直角三角型单元。利用其对称性，四分之一部分的边界约束，载荷可等效如图所示。
1kN/m [程序原理及实现]： 用FORTRAN程序的实现。由节点信息文件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为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：用用线性位移模式
载荷类型：节点载荷，非节点载荷应先换算为等效节点载荷 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
应有对三个自由度的独立约束
方程求解：针对半带宽刚度方程的Gauss消元法
输入文件：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 程序的原理如框图：
本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！
（1）主要变量： 开始 ID： 问题类型码，ID＝1时为平面应力问题，ID=2时为平面应变问题
输入数据（子程序READ_IN） N_NODE： 节点个数 BASIC.IN（基本信息文件） N_LOAD： 节点载荷个数 NODE.IN（节点信息文件） N_DOF： 自由度，N_DOF=N_NODE*2（平面问题）
ELEMENT.IN(单元信息文件) N_ELE： 单元个数 N_BAND： 矩阵半带宽 N_BC： 有约束的节点个数 形成单元刚度矩阵（子程序FORM_KE） PE： 弹性模量 PR： 泊松比 PT： 以半带存储方式形成整体刚度矩阵 厚度 LJK_ELE(I,3)： BAND_K 单元）节（ 点编号数组，LJK_ELE(I,1)，LJK_ELE(I,2)，LJK_ELE(I,3)分别放单元I的三个节点的整体编号
X(N_NODE), Y(N_NODE)：节点坐标数组，X(I),Y(I)分别存放节点I的x，y
形成节点载荷向量（子程序FORM_P） 坐标值 P_LJK(N_BC,3)： 节点载荷数组，P_LJK(I,1)表示第I个作用有节点载荷的节点的编号，P_LJK(I,2)，P_LJK(I,3)分别为该节点沿x,y方向的节点载荷数值 处理边界条件（子程序DO_BC） AK(N_DOF,N_BAND)： 整体刚度矩阵 AKE(6,6)： 单元刚度矩阵
求解方程获得节点位移（子程序SOLVE） BB(3,6)： 位移……应变转换矩阵（三节点单元的几何矩阵） DD(3,3)： 弹性矩阵 计算单元及节点应力（子程序） SS(3,6)； 应力矩阵RESULT_N(N_NOF)： 节点载荷数组，存放节点载荷向量，解方程后该矩阵存放节点位移 输出方件 DISP_E(6):： 单元的节点位移向量
DATA.OUT STS_ELE(N_ELE,3)： 单元的应力分量 STS_ND(N_NODE,3)： 节点的应力分量
（2）子程序说明： 结束 READ_IN： 读入数据 BAND_K： 形成半带宽的整体刚度矩阵 FORM_KE： 计算单元刚度矩阵 FORM_P： 计算节点载荷 CAL_AREA：计算单元面积 DO_BC： 处理边界条件 CLA_DD： 计算单元弹性矩阵 SOLVE： 计算节点位移 CLA_BB： 计算单元位移……应变关系矩阵 CAL_STS：计算单元和节点应力
（3）文件管理： 源程序文件：
chengxu.for
程序需读入的数据文件：
本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！
BASIC.IN，NODE.IN，ELEMENT.IN（需要手工生成）
程序输出的数据文件：
DATA.OUT
（4）数据文件格式：
需读入的模型 基本信息文件BASIC.IN的格式如下表
实际需输入的数据 问题类型，单元个数，节第1行，每两个数之间用“，”号基本模型数据 点个数，有约束的节点隔开 数，有载何的节点数 材料性质 第2行，每两个数之间用“，”号弹性模量，泊松比，单元隔开 厚度 LJK_U(N_BC,3) 在材料性质输入行之后另起行，每位移约束的节点编号，该节点约束信息 两个数之间用“，”号隔开 节点x方向约束代码，该节点y方向代码， P_IJK(N_LOAD,3) 在节点约束信息输入行之后另起载荷作用的节点编号，该节点荷载信息 行，每两个数之间用“，”号隔开 节点x主向载荷，该节点y方向载荷，…… 栏目 格式说明 需读入的节点信息文件NODE.IN的格式如下表
栏目 节点信息 格式说明 实际需输入的数据 每行为一个节点的信息ND_ANSYS(N_NIDE) （每行三个数，每两个数节点号，该节点的x坐标，之间用空格或“，”分开） 该节点y方向坐标 需读入的单元信息文件ELEMENT.IN的格式如下表
栏目 格式说明 每行为一个单元的信息（每行有14个整型数，前4个为单元节点编号，对于3节点编号，第4个节点编号与第3个节点编号相同，后10个数无用，可输入“0”，每两 个整型数之间用至少一个空格分开） 实际需输入的数据 NE_ANSYS(N_ELE,14) 单元的节点号1（空格）单元的节点号2（空格）单元的节点号3（空格）单元的节点号4（空格） 0（空格）0（空格）0（空格）0（空格）0（空格）0（空格）0（空格）0（空格）0（空格）0 单元信息 输出结果文件DATA.OUT格式如下表
相关推荐：
loading