力学与结构课件幻灯片八

第9章

建筑力学的计算机软件简介

目录.ppt理论力学问题求解器简介材料力学问题求解器简介结构力学问题求解器本章内容

教学要求：了解理论力学求解器、材料力学求解器和结构力学求解器的功能和基本操作方法，学会利用这些软件求解相应的结构计算问题。常用的建筑力学的计算机软件基本上涉及三大力学，包括理论力学问题求解器、材料力学问题求解器以及结构力学问题求解器，本章将分别对它们做简要的介绍和举例说明。本节介绍的理论力学问题求解器由上海交通大学工程力学系研制，该求解器包括运动学分析、动力学分析以及静力学分析三部分。下面讲述理论力学问题求解器的菜单。理论力学问题求解器简介1.文件运动学、静力学、动力学部分的文件扩展名分别为*.xyy、*.xh、*.hxh。2.系统参数(1)物体(静力学/运动学/动力学)。(2)铰(静力学/运动学/动力学)，如图9.1所示。(3)铰参数修改(静力学/运动学/动力学)。图9.1铰3.图形操作(1)图形单位(静力学/运动学/动力学)，可以选择千米，米，分米，厘米(默认)，毫米，如图9.2所示。理论力学问题求解器简介图9.2图形单位(2)图幅定义(静力学/运动学/动力学)，整个绘图区域的大小。程序默认为1600×1600。(3)原点定义(静力学/运动学/动力学)，定义绘图区域的基点(原点)坐标x与y。这个值是关于屏幕坐标系，以屏幕左上角为(0,0)，向右为x轴正向，向下为y轴正向。(4)图形放大，缩小，还原(静力学/运动学/动力学)，控制图形大小，以获得最佳视觉效果。4.仿真计算(1)参数设定(静力学/运动学/动力学)。单击“仿真计算”菜单中的“参数设定”项，将弹出“计算参数”对话框。在“计算参数”对话框中需要输入计算精度，计算步长，计算起始时刻，计算终止时刻。(2)自由度分析(静力学/运动学/动力学)。单击“仿真计算”菜单中的“自由度分析”项，将弹出“消息”框告知系统自由度，单击“确认”按钮后将弹出“初始条件”对话框，在运动学分析程序中，这时需要输入的参数有驱动铰号或物体号，初始角速度，初始角加速度。在动力学分析与静力学分析程序中，“初始条件”对话框需要输入的参数有物体号、坐标选择、初始位置及速度输入。(3)构型数据恢复(静力学/运动学/动力学)。由于输入时必然有误差,整个系统的初始位置不一定准确,该程序能够在自由度分析过程中自动进行准确装配。但如果输入误差太大，可能会装配失败或位置错位。这个菜单命令就是用来使系统恢复装配前姿态的。(4)计算/平衡位置分析(静力学/运动学/动力学)。根据输入数据进行计算。(5)运动数据输出(运动学/动力学)。将指定物体的计算结果以数值形式输出。在“静力学分析”程序中没有此项。理论力学问题求解器简介(6)动画仿真(运动学/动力学)。用动画图形来演示系统的运动情况。(7)平衡位置构型(静力学)。在绘图板区域输出系统平衡时的整体构型。此项仅在静力学分析程序中有。用“构型数据恢复”菜单命令可以恢复系统输入时的构型。(8)运动曲线输出(运动学/动力学)。用坐标图来演示的单一物体运动学输出数据。(9)运动数据输出(运动学/动力学)。用二维表将物体的选定运动数据计算结果以数值表形式输出。(10)理想约束力曲线(运动学/动力学)。用坐标图来演示系统的约束力情况。(11)理想约束力数据(静力学/运动学/动力学)。用二维表将某个约束力结果以数值形式汇总输出。理论力学问题求解器简介材料力学问题求解器简介本节介绍的材料力学问题求解器由清华大学研制。该求解器采用独特的人机交互输入方式，避免了填写繁琐的数据文件，而且可以分别就杆件的截面几何性质、弯曲强度、弯曲切应力、等强度简支梁、梁的位移、应力状态、组合受力、超静定梁、超静定桁架、超静定刚架、压杆稳定以及疲劳强度等问题进行分类考虑。求解器有详细的中文菜单目录指导用户操作，并提供了丰富的图形输入功能，有效地帮助输入与计算。一、模块功能简介1.截面几何性质(1)弯曲强度：本模块由3个子块组成——“强度校核”、“截面设计”、“许用载荷”。(2)弯曲切应力：本模块用于多种截面简支梁在各种载荷作用下的最大切应力强度校核，可同时绘制剪力图和横截面上的切应力分布图。(3)等强度简支梁：本模块用于等强度简支梁的设计。(4)梁的位移：“等截面梁”可计算各种支承静定梁在集中力、集中力偶和均布力作用下的挠度和转角，同时显示弯曲变形图。2.应力蛾状态(1合)虫组合言受力略：本吵模块牺由3帝个子抽块组双成—亭—“弯扭张组合茫”(腥圆轴宾)、挪“斜农弯曲浊”和塔“偏哗心拉忙压”。(2撕)超静询定梁某：本查模块派用于抖求解邻多跨蛙(两愈个支吊座之每间称泳为一唤跨)肃超静腐定连太续梁垮在各论种载拉荷作弃用下骄的弯抗矩图蓄，也葵可用事于绘黄制静絮定梁冶的弯肚矩图。(3锡)超静丧定桁溜架：供本模个块用也于求肯解静床定和快超静房诚定桁德架杆炮内力若。使紧用本仰程序城前，势需对混桁架摧的各迟杆以炮及各矿杆的端两端招点(久节点搜)加钟以编停号。(4渣)超静址定刚谦架：交本模苏块用中于求劲解平掀面静庙定和崇超静诸定刚响架的钱弯矩踏图。票使用锹本程病序前奴，需芝对刚挠架的娃各杆庄以及我多杆蛙的两夸端点没(节浆点)什加以红编号。(5步)凝压杆颗稳定扮：本缺模块有由3仔个子冲块组恩成—卷—“临界厚力计碑算”陈、“仆稳定恐校核辱”、冠“截宏面设宣计”：“临界达力计不算”—盖—可计痰算各泛种支系承压拍杆的怠临界疗力。烤对于长弹性结范围欲采用推欧拉面公式懂；对攻于弹厅塑性智失稳雨采用叮直线痒公式。“稳定寒校核”—置—采用郊安全缎因数跳法，毛即工踏作安莲全因椅数大贩于许垫用安小全因瓣数。“截面虹设计”—陶—采用胖试算棉法。材料翠力学誓问题姥求解亩器简滩介二、操作科实例【例宅9.汗1】进行肝等强袍度简谎支梁侨设计摊，设慨计条森件见寻如下恢操作婶步骤。操作苏步骤：(1牢)故单击脉“等晚强度平简支勤梁”栋，如头图9戴.3岩所示廊，进再入后吧单击箩“等需强度撞简支霸梁设药计”轰，如伴图9丘.4贯所示行。材料搞力学沈问题握求解骗器简雁介图9.悲3等强花度简售支梁图9.咸4等强治度简猛支梁队设计(2枣)距单击予“梁准的类耕型”得，这使里只徒有简臣支梁致可供岭选择蹄，输些入“梁梁的捞长度省”5苗00凝0m旷m，帮如图号9.月5所凑示。图9.伸5梁的糕类型(3农)单击伶“截挑面类掉型”锈，有氏矩形究和圆虎形可对供选盆择，番这里密选择氧矩形葵，输肥入“躺截面闷参数炭”，缺宽度萍定为20赤0m挽m，如赠图9.醉6所示拘。图9.容6截面哈类型(4告)单击牙“材脾料参逗数”流，输版入材南料的裳许用痛应力鸡为25饮MP展a，如坛图9.小7所示任。图9.涛7材料业参数材料级力学印问题枪求解缠器简尽介(5廊)哨单击关“载墓荷信激息”雅，输施入荷甲载，垂有多蹦个荷从载的铺可以采分别挎“添粒加”晌上去膊，一刃定记炒得最焦后要厉单击魂“应陵用”腐按钮校，这趁里设餐简支酬梁受众满跨姿均布笔荷载怪作用掀，均姨布荷蚊载的纯集度夕为2蓝0k串N/弓m，尾如图讽9.摊8所士示。图9.岩8载荷翅信息(6计)全部懒输入氏完毕秀以后御，单张击“怜设计处”按田钮，漫得出川结果盈，如喘图9.趋9所示抄。(7忧)最后盲还可徒以对盟该数左据进症行保鸽存，杂单击贱“保份存”杂按钮猴，指么定相顺应的须路径蜡即可截。图9.栋8载荷吓信息材料撇力学站问题恭求解端器简临介【例军9.哑2】偏心赵拉压疤时的弦应力捉计算。操作因步骤：(1价)驼首先礼进入呢“偏租心拉易压”抛，如狠图9战.1隆0所村示。(2棕)橡选择缠“截克面类屯型”蚁，输分入“走截面裂参数由”，钞如图薪9.唤11秃所示挂。图9.饰10偏心号拉压图9.喂11截面照类型(3跌)输入斤“载扯荷信舌息”县，如古图9.态12所示戚。图9.沈12载荷外信息材料呆力学赤问题蔑求解狐器简呆介(4洽)薪单击假“计届算”崖按钮米，得励出结惰果，碰如图田9.覆13似所示松。图9.惑13计算(5掌)最后怕还可滑以单虽击“虽保存也”按使钮，少对该柳题中兰的数芒据进细行保遇存。材料邀力学鹊问题传求解孟器简办介结构智力学闹问题丹求解符器本节加介绍巨的结殿构力录学问赏题求朵解器(S末M麻So管lv光er萝)由清贺华大情学土障木系晒结构短力学供教研卫室研苏制。境该求膜解器拔包括密“编肠辑器扒”与蒸“观俱览器蜻”两蹄部分匆。求淋解器乱的主检要功少能包隶括自赛动求开解功贡能、轿智能散求解催功能愚以及冷一些系辅助勉功能例。此隶外，繁求解美时能筋够做弦到图仓形与很对象尸编辑批相互侨对应茅，非债常直贞观。一、程序肢功能由简介舟与计荐算步威骤SM咐S蓬ol唐ve乒r是结咸构力恩学辅炼助分水析计铺算的生通用砍程序近，其仿主要义功能饱如下烦：1.自动慎求解调功能(1浩)平面宜体系丽的几撕何组理成分任析，映对于州可变柴体系拖可静蚊态或猾动画舰显示悼机构们模态。(2洁)平面卵静定死结构租和超坐静定证结构蜡的内衫力计舅算和技位移科计算胃，并戴绘制芬内力奖图和禁位移斤图。(3疲)平面泉结构夜的自驼由振而动和侵弹性仙稳定没分析缸，计撤算前亮若干辩阶频扶率和疏屈曲死荷载纽奉，并啄静态穿或动册画显瓶示各静阶振哨型和特失稳捡模态。(4舟)平面绕结构硬的极悲限分茄析，国求解浙极限散荷载霞，并雕可静区态或习动画持显示幻玉单向赤机构锄运动什模态。(5当)平面校结构平的影及响线茎分析瓜，并时绘制例影响点线图。2.智能付求解药功能(1棋)平面寻体系爆的几浇何构茎造分猎析：蒙按三爱刚片脏法则误求解障，给筐出求词解步罚骤。(2煌)平面铲桁架绑的截参面法霸：找享出使表指定无杆为孔截面征单杆筋的所咽有截钻面。(3描)平面年静定或组合诱结构悔智能闲求解途：给溉出求检解步排骤。结构章力学颂辅助爆分析维计算消的通设用程接序的际计算痰步骤卡如下搂所述提：(1叼)在“否命令紫”菜饶单中也选择肾问题铅定义俭，确搅定开肥始一燃个新累问题悟，并攻输入辉问题捎标题砍。(2存)在“饶命令症”菜系单中棚输入妈有关香结点豪坐标虹、单咬元组宣成、视单元稳有关按参数同、载罚荷参事数及拜支座各参数钞。(3伶)可在袜“命考令”腐菜单迟选择颂变量怜定义回。(4哪)在“敬求解售”菜荐单中修设置捷求解偷路径(一般纤不用类设置放，采授用默弦认值荒即可)。(5著)在“译求解坐”菜淡单中悲选择绕几何牵组成舅、内通力计召算或金位移热计算反等命壳令，季可进雪行分恒析计贝算。(6请)若欲山观看芦结构陷图，腐可在贫“查尺看”鹊菜单曾中选袖择“钳观览炼器”际命令善。(7武)若欲呀保存液文档间，可介在“珠文件押”菜脾单中需选择奶“保肥存”绣或“成另存宾为”键命令穷将该两文件纠保存后。(8咸)若欲欧对存暖在磁贩盘文逗件中溜的某鲜设计丧做修象改，酷可在尾“文好件”坏菜单倡中选蛮择“饭打开霞”命上令将汁该文目件调卖入，狡然后贝可仿阳照上饰述步隆骤对竖设计肆参数足进行很修改鼻更新律。结构犁力学筒问题填求解福器二、SM塌S吃ol奇ve雪r通用宁程序弦的命粘令文握档编远辑器半简介命令稻文档晚编辑绞器包锯括菜份单命寇令和宁工具堵栏，堵其中曾菜单份命令钥包括银“文哗件”祥菜单首、“绳编辑穗”菜违单、妇“查雀看”达菜单听、“纹命令桨”菜学单、积“求霞解”岸菜单隔、“扭窗口嗽”菜析单以俩及“早帮助笼”菜交单；腰在应仓用程非序窗牛口上且端，仁菜单扑栏之鉴下，莲可使等鼠标猎更为东方便盾地使屈用SM缠S蹄ol算ve够r许多央工具霉。为岛隐藏乡丰或显械示工刷具栏杆，可离从“递查看呆”菜感单上微选择脖“工赔具栏翁”命上令。三、操作趁实例【例赶9.白3】以一险个2拨跨2鞠层的秒一榀踢框架情计算经为例让来说罩明S弓M灯So词lv恼er坐的操沟作方圈法。断该框扔架的蜜左跨笼为8承m，举右跨平为6给m，观层高选均为情4m情，横密梁上波作用柿均布涝荷载尺，大棕小为糕1k表N/摸m，步如图尿9.掩14这所示买。图9.摘14框架墙结构结构挪力学邪问题星求解甜器操作击步骤(1然)钳首先屿双击铜“S影M她So箩lv后er绿.e护xe脏”文帐件，昂然后境双击杯看到垂的界暴面即杀可进黎入操现作，顷这时鲁屏幕探上显惧示出贿了“昏编辑偶器”牲和“舰观览唤器”盘，“侮编辑所器”箩用来讯进行薄基本菠操作悟，“别观览看器”成主要鹅用于衫显示全操作功后的辛图形脱结果电。(2渠)烈单击放“编铜辑器落”中辟的“窜命令庄”菜寄单，急进行羽结点叫的定芦义，棋即输爽入各纵结点质的坐淘标，极单击砌“应思用”余以后朱在“摄观览悼器”榜中会帜有显败示，饲输入息完成燥以后棍单击古“关四闭”滚按钮蚀，如涂图桥9.插15欺所示合。图9.盖15结点兔定义结构芒力学副问题勒求解撤器(3帖)定义裹单元寒，根光据已排有的直结点锡编号萍将单仁元用撞相应骄的连棋接方活式连蠢接起雅来，乎连接惹方式师有铰侍接、滚刚接衣、自冻由等国多种禽选择雷，这晒里所秩有的碧单元和连接屡方式猴均为瓣刚接妹，如钢图9.誓16所示桃。图9.分16单元辛定义(4领)套定义恒约束枪条件纤，如甚图9堤.1脾7所乖示。图9.穗17位移贱约束结构阅力学寇问题针求解死器(5股)定义窜荷载扶，有堂多种防荷载益可供轧选择警，本纯例中心为均印布荷丢载，厚如图9.爽18所示室。图9.端18荷载旱条件(6状)定义筑材料坊性质甲，如椒图9.释19所示排。图9.否17位移地约束结构特力学稻问题论求解恩器(7桨)单击映“编耕辑器原”中洲的“宏求解雀”菜惕单，卡单击设“几浩何构箭造分石析”扇，马恋上得类到分单析结其果为木有12个多蓝余约陶束的记几何叫不变旗体系控，如调图9.木20所示潮。图9.劣20几何就构造迫分析结构蜡力学废问题征求解遭器(8插)在“简求解动”菜库单中婶，单锤击“销内力讽计算联”，挖即可拌得出料任一渠横截卵面的慎轴