结构力学求解器用法讲义

结构力学求解器1结构力学求解器(SMSolverforWindows)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。一、版本区别目前有两个版本：学生版和专业版。学生版(V1.5)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。2二、程序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。⒈自动求解功能3⒉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。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。4三、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。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5双击桌面上的SMSolver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Win95/98可以自动在桌面上安装图标。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。6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项(“查看”菜单下)，并将其设为默认方式，即用对话框输入的命令默认为中文关键词。7“修牢改”波工具甲钮：将互光标尿置于胆要查秀看或迈修改资的命絮令行毁，单松击“死修改离”工棉具钮桨，即冈可返迹回到址输入鸡该命海令的只对话绝框，赞重现败各个壳参数宽值。写若不详修改蹦，单米击“坏关闭找”；遵若有蚁修改鞠，单汇击“啊应用趴”即题可。注：这拜两个竭功能盲极大记地方同便了渡对命辫令的挠修改柜，几逢乎没埋有必拜要再腔去记境命令诞格式佛。⒋也显示脏功能定制钩编码：可哪在结消点码搂和单诞元码碎的位吗置显洗示用督户定蜻制的倡文本掘。尺寸跟线：用爪户可侄以在圾指定讲位置蜓(按颤整体夏坐标收)进墙行水塌平、炭竖直循和任确意斜丝式方向醉的尺研寸线油的标堂注。咽标注秒文本腔的字坑体风宜格和象大小调均可附调。8加文捕本：用恼户可沿以通沉过输冒入命忆令在愁观览它器的批指定狠位置敢(按喇整体践坐标焦)显螺示文俭本，嘴字体响风格黎和大碧小可束调。⒌熄显示助改进隔离岸体：截饶面法粒的隔柱离体景的显已示更庆加突旧出醒里目，狗增强蒜可视辽化效原果。支座茫位移：可贿以显秒示支恨座位唱移，暂并可抄以调业整位药移幅挥值(害按“端加大结幅值肥”或舒“减签小幅柏值”旧按钮松)。弹簧丙支承：线兰位移棍的弹乔簧支触承可属以显办示了咱。刚性与单元：刚跳度无恋穷大桌单元龙可以顿加粗弓显示旗，线伏条粗轰细可柱调。内力轨图：内页力图扒显示畜作了混改进咏，如透：若到内力咬在一益个单抽元上瞒为常厅数，赖则将造其值静标在博中间疏；轴怀力图思用两巾种颜星色区紧分拉胸力和悲压力削。9温度柔标注：对喇于温足度改剑变，骡在杆槽件两侵侧标挽注出燃温度托值。设置箩选项：在筒观览完器中鲜“设殿置”垃菜单石下，衡单击延“选柏项”御打开矮“设小置选鹊项”侨对话仆框，错其中项有多翼种显井示选外项，兰如标副注字兔体大代小、挪变形霸曲线屯的粗烘细和疑直线子段数哗等。六、讨符号木约定整体非坐标：(x,y)，其中振的转面角或丛弯矩示以x向y转为拼正；局部秘坐标：x

从单舌元的喊端点雀1指屠向端蓬点2传；y

坐标钱从x

坐标摇按右携手准供则转卸90贝度获硬得；所有咏与位趴移有仿关的坦量均妄按整戒体坐院标(x,y)输入恶和给轰出；结点俭荷载锯方向翻按整肾体坐熊标定扒义，狭与整贯体坐耳标同题向为座正；单元党荷载篇方向握按局盈部坐勺标定迹义，团其正玻方向早为局宵部坐建标的相反方忽向；10弯矩层图画装在杆祖件受榆拉一劣边，匀局部拘坐标y

轴的梁反方御向取眯为正逝号；剪力狐正方炉向同光局部垒坐标y

轴正醉方向悔；轴力盯受拉旷为正铃；角度免按度贯取值踢；七、诱求解亲器的当使用⒈属编辑特器的句菜单倚结构梢及使食用(数据闷文件暮的编索辑及伏求解)⒉烤观览趣器的术菜单脾结构言及使禽用(二维鞠结构耗的图形愧显示)11⒊隙编辑券器的占常用家按钮币及相历应功彼能新建：新建一个空文档。打开：打开一个已有的文档，SMSolver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。12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涂观览皱器的瞎常用界按钮爱及相泳应功芳能缩放比例选择框：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。13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。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。14⒌葛定义粒问题随有关纷参数拒的步饱骤①摘问题仁定义：确映定新咬问题贵开始杂，输修入新聪问题闷标题巾，通掌过对歌话框治选择抽方式算也可茧以结焦束当皱前问萌题；②净变量牺定义：对钱某些滴常用仓的数貌值、廉表达涛式，贼可直留接将串其定断义为屿变量塘，以庄方便沿输入搂和以疲后修眯改；③匪结点贱定义：结强点的慢生成遇有三秃种方嫩式，旷即结幻玉点定睁义、帮结点慨生成祸和结匠点填晒充；④性单元拆生成：单稍元的狼生成潜有两质种方拢式，血即单寻元定摇义和增单元颤生成痒；⑤指位移胀约束：提储供结键构的获位移两约束觉条件纱；⑥招荷载叔条件：提订供结戴构的闷荷载膊状况哭；⑦蒸材料花性质：输佩入单吧元的锐刚度前值和萝极限屠弯矩乎值等失；15⑧补温度派改变：若牵单元掉有温短度变弊化，杀输入题温度徐荷载爽；⑨斑其它披参数：求板解下档列四呈种情驱况时抱需要灶。自振炒频率：求解伟自由熊振动载时需盛要；临界崇荷载：求解决弹性拳稳定陕时需谦要；极限买荷载：求解脉极限担荷载绸时需鬼要；影响难线：求解圣影响利线时劈燕需要闻。⒍验问题鸣的求因解在“先求解秀”菜丢单中诊选择止几何虫组成饥、内痕力计邮算或昏位移啊计算引等命去令，泄可进应行分闷析计着算；在“包求解省”菜揉单中岛选择乒截面街法、串几何水构造芽或组最合结志构命畏令，铸可给包出按奴这三鄙种方单法进米行求鸣解的麦基本割步骤迁；16若想渴观看树结构揪图、惯内力督图及鸣变形仍图等宣，可芹在“从查看爬”菜挠单中蜘选择是“观虫览器餐”命框令进再行查愿看。⒎翅求解蛙器用圆法举罚例以《主结构遵力学膜教程汉》上端册课殊后习就题为远例进肚行讲赵解：(1名)食第1遇42初页题暑3-8(d)；(2述)加第1射48尿页题早3-2窗0(a)；(3猜)裂第2压29灵页题打5-4。Th亮e俘en秆d.凯T赢ha亩nk胃y械ou草.蠢Go香od景b乎ye塌!17编辑霉器的余“文件”菜假单包难括如根下几饱项：新建、打开、关闭、保存、另存终为、打印、退出、“退干出”壮下方撒的文依件名。编辑吐器的文件络菜单和编辑理菜单提供停了各皂种常袖见的洲文件勤及编龙辑操厦作，丹这些切菜单胃的使圣用方被法和有一般京的Wi例nd墓ow权s应用刷程序劲完全声一样康，这呼里就袖不详返细介件绍了奴。编辑味器的逮“编辑”菜帐单包隐括如必下几析项：复原、剪切、复制、粘贴、删除、查找、查找激下一匠个、全选、时间项/日租期。返回18返回编辑犯器的控“查看”菜仁单包痕括如填下几动项：整个胡文档、单个省问题、观览驶器、中文堵关键梢字、工具豆栏、状态畅栏、字体。允许汽用户周检查壮和更厅改编甜辑器脂窗口类当前处所处胸的状齿态。整个营文档：当挺整个遗文档犁被选卡中时案，此赌命令撕名旁蚕出现股一个咐选中辉标记赶。且垦相应践地在差编辑沈器下纺方的爷状态专栏上粱最左灵边显迎示出馆“整雪个文团档”问。此旱时活竭动文佛档窗水中显嗽示整皱个文矛档。单个搁问题：当斑某一牵个问稍题被广选中边时，目此命讨令名露旁出免现一且个选鹊中标摸记。具且相姑应地志在编伪辑器俘下方以的状咸态栏昏上最姓左边霜显示哭出“辅问题帅：n”董，n代表夏当前露问题祖在整华个文逮档中慰的序问号。贫此时射活动业文档门窗中另显示失的只量是当石前的峡单个气问题犯，而案其它洪问题崖则被稀隐藏醒起来出。19观览孝器：此锤菜单剧可以客控制慌观览惨器窗雪口的旱显现农和隐剥藏，隆具体紧观览典器的烟使用环请参愈见下苦章“伴观览舅器使划用介岔绍”捕。中文免关键援字：由瞎对话揭框输叠入的背命令坛行时厌，选储择中推文/价英文核关键粒字。拘默认积选取炉中文饭关键宁字。返回工具娱栏：此蜡命令屠用于膀显示型或隐退藏工夫具栏茧。工短具栏歉包括挎了SM应S砌ol内ve春r中大背多数杨的常粘用命疑令按倡钮，馅如打欢开、添复制察和打酒印等民。当滤工具耕栏被闭显示糕时，呢此命芹令名俩旁出均现一纵个选奴中标肠记。状态逃栏：显击示设咽计文林档的钩总行庸数、鞭光标言所在染行数做及列援数等煤信息谜。字体：使北用该膏命令伸，可鉴控制睡编辑糖器窗影体中称字符荐的字集体、笔字形鸭、大役小等算字符渣格式符。20编辑未器的屠“命令”菜朱单包案括如坦下几充项：问题屯定义、变量娃定义、结点、单元、位移剑约束、荷载智条件、材料蝇性质、温度递改变、其它构参数、尺寸底线、文本、修改品命令。返回命令宣菜单虏中各美个子薪菜单耗的作碗用是变通过足对话径框选虚择的湿方式渗来向借当前蜻文档世中添蜡写各忽种命钥令，射以输记入各波种结厨构体伪系信勉息(铅结点杆定义望，单磨元定编义，岩支座便定义让，荷之载定掘义等棋)问题瞒定义：由炼于一搂个文淘档中牙可同馋时存阅放几伐个问颜题，久使用币该子而菜单慕通过签对话颗框选遭择的卡方式颠既可达以结轰束当府前问纹题，甩也可根以开办始一慈个新寺问题伍。变量逃定义：对腾某些蒸常用璃的数彩值、掀表达瓜式，倡可直器接将纲其定嘱义为竭变量壳，以版方便影输入缎和以膛后的伶修改壳。21结点：提衔供生凑成结涝点的棒三种津方式之：结细点定川义，初结点救生成孔和结坊点填瓜充。单元：提卖供生何成单只元的驰两种监方式杨：单拿元定匪义和求单元大生成舰。位移西约束：提移供结盆构的姐位移圆约束孕条件乱。荷载某条件：提山供结经构的吵荷载动状况症。材料艘性质：输矮入单妥元的当刚度坦值和鞋极限察弯矩片值等搁。温度慈改变：输也入各傅个单轨元的畅温度变荷载望。其它仔参数：其里下又雄有如天下的峡4个快子菜肾单:自振敞频率罚：输蒙入求冒解自想由振男动时锹所需冠的控知制参抓数临界刺荷载旗；输厚入求念解弹店性稳巷定时忍所需伤的控夕制参妹数极限该荷载视：输浙入求鱼解极栋限荷厅载时这所需戴的控趴制参愧数影响母线:亩输存入求粒解影猛响线破时所亿需的南控制净参数返回22尺寸寨线：输劝入结川构图映中的灾尺寸客线标克注。文本：输总入结茅构图秩中的蜜文本所标注姻。修改估命令：调昆用对氧话框隙对当泥前光急标所科在的雪命令夸行进民行解真释，丛用户物可通止过改裙变参低数完活成对批该行喝的修吐改。返回23编辑啦器的摸“求解”菜谊单包中括如促下几饮项：路径洽设置、几何秋组成、内力乒计算、位移减计算、位移木内力、自由炊振动、弹性陪稳定、极限典荷载、影响民线、截面浆法、几何默构造、组合紧结构。求解真菜单抢中几龙乎每抖一个歇子菜钞单对示应于倦一个跟求解洋功能犁，且社子菜网单彼堵此之府间的题求解倍功能烟都是撞独立韵的(告即不税象在鼻“命汽令”禽菜单为中，酸必须阀先由籍“结亩点”懒子菜鞭单输策入结车点，其才能射接着钱由“弦单元辟”子加菜单枣输入撒单元种)。路径蛙设置：修隆改计弟算程依序的族外部圣路径尖，一呆般取朝默认革值即氏可。几何参组成：对煤所设恩计的夕体系鉴进行搁几何伤组成出分析泛，并太弹出排显示狼分析雁结果鸽的对餐话框狸。返回24内力姻计算：对半所输鞠入的只结构善进行阁内力嘴计算宏，并井弹出死显示呢内力间计算菊结果奔的对帅话框组。位移番计算：对蛇所设墨计的场结构调进行猾位移壶计算碎，并遇弹出献显示柱位移维计算咸结果肠的对场话框果。位移电内力：对膜所设败计的竖结构继既进轰行内术力计罗算又加进行蛋位移扶计算肠，并康弹出康两个素对话这框，战一个忠显示积内力笔计算峰结果疲，另虎一个珍显示菊位移基计算为结果年。自由毁振动：对津所设紧计的略结构富计算锋前若膀干阶农自振题频率忌和振掠型，效弹出划显示街计算啦结果抛的对年话框拼，可挂动画悟显示惕各阶口振型竹。弹性罚稳定：对侍所设榨计的向结构肃计算劲临界擦荷载岸，弹图出显藏示计伪算结香果的融对话捆框，免并可败显示止其失继稳模背态。返回25极限烤荷载：对声所设舰计的削结构宏计算烫极限晋荷载案，弹鸟出显扶示计欲算结挨果的盘对话旨框，锋并可饿动画零显示弦相应壶单向科破坏款机构传。影响叠线：对为所设忍计的饮结构摆进行迷影响甩线计考算，陕并弹因出显撕示计鸽算结姨果的辩对话逝框。截面减法：对移所设威计的叫桁架裹结构桃进行狱“单纸杆截遗面”亚的搜党寻。几何础构造：对承所设娘计的召体系陷用两葬刚片控或三恋刚片纳法则办进行删几何外构造旺组成剥的分展析。组合蚕结构：对辛所设雨计的搅静定挨组合削结构罚进行岩分析战，给已出最郑简的疤“单叉步求闻解”谨步骤搞。返回26编辑焰器的泉“窗口”菜血单包冈括如极下几炊项：层叠、平铺、排列神图标、1，柏2，饱3，坏…，最9命命令。层叠：窗抛口安伍排成显重叠绵方式臂，保列持每某个窗舒口的电标题森栏均抱可见店，使疏您能争很容澡易选敬定其世中任妄何一固个窗败口。平铺：一核个挨捞一个徐地排狸列窗杜口，丧每个撞窗口贩都可花看见条，没卸有重虎叠部业分。排列牧图标：排奔列图山标(诊缩小贱的文夹档窗葬口)搬以使惨它们卵整齐抛排列厌并且小不重抽叠。1，购2，荡3，亲…，并9命洁令：要稻使一芹个打仁开的碗文档侨窗口罪变成射活动奸的，房诚从此币列表嫁中选避择它靠的名尿字。浩所有妹打开月的窗冶口都旅列在道表中承，包让括已脸经缩俘成图射标的晕。返回27编辑侍器的贺“帮助”菜遥单包丸括如湖下几廉项：目录、选择扯帮助果主题、帮助饮使用差方法、关于SM愁S倍ol室ve宗r。目录：使喊用该样命令街，可窃以显创示打曲开的火第一就幅帮衰助屏痒幕。讯从此左初始俭屏幕奔上，忧您可饥以转绩到使种用SM卖S明ol妨ve抖r的功纤能介陵绍和恢各种遍类型哑的参惩考信酒息。选择清帮助敢主题：魔单击略您要控查看格的带负下划孕线的赤主题荐。或帖按TA唇B键选纸定该晨主题证，然陕后按临输入阅键。帮助旗使用哗方法：介尤绍帮扎助系咏统使丙用方窄法。关于SM邀S侨ol声ve族r：使用做该命忆令，症可以越显示恭您使待用的SM沈S块ol他ve拌r的版铺本号民、版垮权声题明以图及可良得到脖的磁技盘空最间和偷内存铜。返回28观览苗器的歉“查看”菜误单包尽括如贫下几畅项：总在携最前、连续再显示、暂停莫显示、复制凯到剪毅贴板、缩放、剪裁、缩放静比率、颜色踢…、退出。总在聋最前：这长个命唉令使勺得观服览器宫的窗嚼口不角会被给其他潮窗口蚂挡在滥后面阴，总馆是能绢在前笨面显速现出绝来。连续药显示：根病据设辩计文权档，术一次盒性地舌将当获前问标题的爆整个倡结构卡图形何画出饼。单步最显示：根斑据设条计文泉档，嫁逐行吉(命斗令行惕)显骂示当团前问拍题的展结构峡图形扭。单游步显索示钮跪按下哀后，塔工具喊栏的夕最右芳方将银出现家一个挽“停芦止单倡步显健示”障钮，酷可用蜓于中库断单辩步显楼示。暂停咽显示：暂戚时中零断结迁构图捧形的口显示盯。返回29复制径到剪淡贴板：将评观览植器中承图片租复制逮到剪搜贴板股，下影有两撑个子往菜单么：点位归图：骗将当址前观红览器萄中图合形以艳点位呈图形朝式按赵原大宅小复淋制到稍剪贴些板上伍。矢量惭图：叨将当脚前观与览器晌中图唐形以惕矢量悲图形辞式复补制到篮剪贴遮板上用。下淋有四熟个子膏菜单犹：原始碍大小李：剪泳贴板腹上的驾矢量岩图大捆小取宰默认沸值；3/盘4倍大洲小：景剪贴尤板上耕的矢逗量图户大小凑取3宿/4术倍默羽认值景；1/忧2倍大见小：冷剪贴谎板上犁的矢渠量图喂大小菌取1衫/2遮倍默狠认值运；1/值4倍大纯小：姓剪贴芦板上龄的矢化量图荒大小资取1蝴/4堵倍默梁认值瓶；返回30缩放：改熟变观食览器机窗体分大小耐时，烂自动捧按比丹例放详大或看缩小毁内力帮图形赖。剪裁：改黎变观设览器羊窗体搁大小碑时，艰内力孙图形颂大小破及位汇置保犁持不斤变。缩放铺比率：根网据选符定比半率，好放大绒或缩戏小内往力图位形。颜色霸…：使滩用“愧颜色膛”选战项，稠可以垦改变SM乘S蹲ol茅ve否r观览吊器中懂图形评中各侮组成炼元素妥的颜携色设备置。此时SM冷S犬ol弊ve播r会出冬现一锤个“谋调色旅板”灯对话渗框，咱它可被以允且许用创户控许制各际种图唐形元续素(档包括洞背景权，结鸣点、煌单元践、支洒座、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