中南大学研究生结构程序设计基础考试试题概要.docx
《中南大学研究生结构程序设计基础考试试题概要.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中南大学研究生结构程序设计基础考试试题概要.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
中南大学研究生结构程序设计基础考试试题概要
中南大学铁道校区（土木2012级研究生结构分析程序设计基础试题
（考试方式:
开卷,交卷时间:
第13周
1.如图示平面应力悬臂梁模型
24
23
22
21
20
1918
1716
1514
13
12
119
8
76
5
43
2
10
1
20
1918
17
16
15
14
13
1211
10
9
87654
3
2
1
图1平面应力悬臂梁模型
试写出其节点联系数组IT、单元联系数组LMT和对角元地址数组MAXA。
2、求解线性方程组
[A]{X}={B}式中的[A]为对称正定矩阵,其值为
4.50.21.30
0005.30000010.25.101.70[]8.40000.6003.105.6A-⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎣⎦
对称
{B}矩阵为
{B}=[3.4,5.5,12.3,13.5,0.6,1.4,5.6]T
要求写出矩阵分解和回代求解过程。
3.在计算机上调试空间桁架分析程序TRUSS,并用两个算例进行考证,要求写出相关计算结果。
应大家要求,程序已经调试,附录于下:
C
C
CTRUSS.FOR
C
C
*******************************************************************************SPACIALTRUSSSTRUCTUREANALYSIS**DebuggedbyWYL2013.05*******************************************************************************PROGRAMTRUSS
IMPLICITREAL*8（A-H,O-Z
IMPLICITINTEGER*4（I-N
CHARACTERNAME*40
COMMON/AT/A（18000000
COMMON/IAT/IA（2000000
A=0;IA=0
WRITE（*,*'INPUTFILENAME?
';READ（*,*NAME;CALLOPENF（NAME
CALLDATAIN（NP,NE,NF,ND,NDF,NPF,NM,NR,NCF,
&IME,INAE,IIT,ILMT,IMAXA,
&IX,IY,IZ,IRR,IAE,IPF,ICKK
CALLFLMT（NP,NE,NN,NN1,NR,A（IRR+1,ND,NF,NDF,
&IA（IME+1,IA（IIT+1,IA（ILMT+1
CALLFMAXA（NN1,NE,IA（ILMT+1,IA（IMAXA+1,NWK,NPF,NDF,&ICKK,IDIST,IFTOOL,IFF,IPP,ISG,ISM
CALLCONKB（NP,NE,NM,NWK,IA（IME+1,A（IX+1,
&A（IY+1,A（IZ+1,A（IAE+1,IA（INAE+1,
&IA（ILMT+1,IA（IMAXA+1,A（ICKK+1,NN1
CALLMKFORCE（NP,NF,NPF,NCF,NN,
&IA（IIT+1,A（IPF+1,A（IPP+1,A（IFTOOL+1
CALLLDLT（A（ICKK+1,IA（IMAXA+1,NN,1,3,NWK,NN1
CALLRESOLVE（A（ICKK+1,A（IFTOOL+1,IA（IMAXA+1,NN,NWK,NN1
CALLDISPLS（NP,NE,NF,NPF,NM,NN,IA（IIT+1,A（IFTOOL+1,
&A（IDIST+1,A（IAE+1,IA（IME+1,IA（INAE+1,A（IX+1,A（IY+1,
&A（IZ+1,A（IPP+1,A（IFF+1,A（ISG+1,A（ISM+1
CALLDATAOUT（NP,NE,NPF,A（IDIST+1,A（IFF+1,A（ISG+1,A（ISM+1
CALLCLOSEF
END
C
SUBROUTINEOPENF（NAME
CHARACTERNAME*40
NUM=0
DOI=1,40
IF（NAME（I:
I.NE.''NUM=NUM+1
ENDDO
OPEN（1,FILE=NAME（1:
NUM,STATUS='UNKNOWN'
OPEN（2,FILE=NAME（1:
NUM//'.RES',STATUS='UNKNOWN'
OPEN（3,FILE=NAME（1:
NUM//'.ERO',STATUS='UNKNOWN'
RETURN
END
C
C
SUBROUTINECLOSEF
CLOSE（1
CLOSE（2
CLOSE（3
RETURN
END
C
SUBROUTINEDATAIN（NP,NE,NF,ND,NDF,NPF,NM,NR,NCF,
&IME,INAE,IIT,ILMT,IMAXA,
&IX,IY,IZ,IRR,IAE,IPF,ICKK
IMPLICITREAL*8（A-H,O-Z
IMPLICITINTEGER*4（I-N
COMMON/AT/A（18000000
COMMON/IAT/IA（2000000
READ（1,*NP,NE,NM,NR,NCF
WRITE（2,701NP,NE,NM,NR,NCF
701FORMAT（//1X,'###OUTPUTOFORIGINALINPUTINFORMATION###'&//5X,'NumberofjointsJOINTS=',I5
&/5X,'NumberofelementsELEMENTS=',I5&/5X,'NumberofmaterialpropertygroupsPROPERTYTYPES=',I5
&/5X,'NumberofrestrainedjointsRESTRAINTS=',I5
&/5X,'NumberofconcentrativeforcedjointsNCF=',I5
C--------------FORMPOINTER----------------------------------
NF=3
ND=2
NDF=ND*NF
NPF=NP*NF
IME=0
INAE=IME+2*NE
IIT=INAE+NE
ILMT=IIT+NF*NP
IMAXA=ILMT+NDF*NE
IX=0
IZ=IY+NP
IRR=IZ+NP
IAE=IRR+2*NR
IPF=IAE+2*NM
ICKK=IPF+4*NCF
READ（1,*（A（IX+I,A（IY+I,A（IZ+I,I=1,NP
WRITE（2,714（I,A（IX+I,A（IY+I,A（IZ+I,I=1,NP
714FORMAT（//5X,'GENERATEDJOINTCOORDINATESDATA'&/1X,'JOINT',15X,'X',13X,'Y',13X,'Z'
&/（4X,I5,3X,3（2X,E12.6
READ（1,*（A（IAE+2*（I-1+1,A（IAE+2*（I-1+2,I=1,NM
READ（1,*（IA（IME+2*（I-1+1,IA（IME+2*（I-1+2,IA（INAE+I,I=1,NE
WRITE（2,606（I,A（IAE+2*（I-1+1,A（IAE+2*（I-1+2,I=1,NM
WRITE（2,607（I,IA（IME+2*（I-1+1,IA（IME+2*（I-1+2,
&IA（INAE+I,I=1,NE
606FORMAT（/5X,'ELEMENTMATERAILPROPERTIESDATA'&/2X,'NO.',10X,'E',10X,'Ax'
&/（2X,I3,2（1X,E11.5
607FORMAT（/5X,'TRUSSELEMENTDEFINITIONDATA'
&/2X,'NO.',10X,'JOINT_1',10X,'JOINT_2',10X,'NAE'
&/（2X,I3,3（10X,I5
READ（1,*（A（IRR+2*（I-1+1,A（IRR+2*（I-1+2,I=1,NR
WRITE（2,608（A（IRR+2*（I-1+1,A（IRR+2*（I-1+2,I=1,NR
608FORMAT（/5X,'JOINTRESTRAINTSDATA'
&/2X,'JOINT',10X,'RESTRAINT',
&/（2X,F7.0,10X,F9.3
READ（1,*（（A（IPF+4*（I-1+J,J=1,4,I=1,NCF
WRITE（2,609（（A（IPF+4*（I-1+J,J=1,4,I=1,NCF
609FORMAT（/5X,'CONCENTRATIVEFORCEDJOINTSDATA'&/2X,'JOINT',10X,'Fx',10X,'Fy',10X,'Fz'
&/（2X,F7.0,3（1X,E12.6
RETURN
END
C
SUBROUTINEMKFORCE（NP,NF,NPF,NCF,NN,IT,PF,PP,FTOOL
IMPLICITREAL*8（A-H,O-Z
IMPLICITINTEGER*4（I-N
DIMENSIONIT（NF,NP,PF（4,NCF,PP（NPF,FTOOL（NPF
PP=0;FTOOL=0
DOI=1,NCF
NOD=PF（1,I
DOJ=1,NF
PP（NF*（NOD-1+J=PF（J+1,I
ENDDO
DOI=1,NP
DOJ=1,NF
LAB=IT（J,I
IF（LAB.GT.0.AND.LAB.LE.NNTHEN
FTOOL（LAB=PP（NF*（I-1+J
ENDIF
ENDDO
ENDDO
RETURN
END
C
C
SUBROUTINEDATAOUT（NP,NE,NPF,DIST,FF,SG,SM
IMPLICITREAL*8（A-H,O-Z
IMPLICITINTEGER*4（I-N
DIMENSIONDIST（NPF,FF（NPF,SG（NE,SM（NE
WRITE（2,715（I,（DIST（3*（I-1+J,J=1,3,I=1,NP
715FORMAT（//5X,'SOLVEDJOINTDISPLACEMENTSDATA'&/1X,'JOINT',3X,8X,'Dx',12X,'Dy',12X,'Dz'
&/（4X,I5,3X,3（2X,E12.6
WRITE（2,716（IE,SG（IE,SM（IE,IE=1,NE
716FORMAT（//5X,'SOLVEDELEMENTINTERNALFORCEDATA'&/1X,'ELEMENT',3X,8X,'Nx',8X,'STRESS'
&/（4X,I5,3X,2（2X,F12.6
WRITE（2,717（I,（FF（3*（I-1+J,J=1,3,I=1,NP
717FORMAT（//5X,'SOLVEDJOINTREACTIONDATA'
&/1X,'JOINT',3X,8X,'Rx',12X,'Ry',12X,'Rz'
&/（4X,I5,3X,3（2X,f12.4
RETURN
END
C
C
SUBROUTINEFLMT（NP,NE,NN,NN1,NR,RR,ND,NF,NDF,ME,IT,LMT
IMPLICITREAL*8（A-H,O-Z
IMPLICITINTEGER*4（I-N
CThisprogramformsthejoint&elementnumberingmatrixIT&LMT
DIMENSIONIT（NF,NP,LMT（NDF,NE,ME（ND,NE,RR（2,NR
NN=0;NN1=0;IT=0;LMT=0
N=0
DOI=1,NP
C=0
DOK=1,NR
KR=RR（1,K
IF（KR.EQ.IC=RR（2,K
ENDDO
NC=C
C=C-NC
DOJ=1,NF
C=C*10.0
L=C+0.1
C=C-L
IF（L.EQ.0THEN
N=N+1
IT（J,I=N
ELSE
IT（J,I=0
ENDIF
ENDDO
ENDDO
NN=N
NN1=NN+1
DOIE=1,NE
DOI=1,ND
NI=ME（I,IE
DOJ=1,NF
LMT（（I-1*NF+J,IE=IT（J,NI
ENDDO
ENDDO
ENDDO
RETURN
END
C
SUBROUTINEFMAXA（NN1,NE,LMT,MAXA,NWK,NPF,NDF,&ICKK,IDIST,IFTOOL,IFF,IPP,ISG,ISM
CThisprogramformstheMDEaddressmatrixMAXAof[K]
IMPLICITREAL*8（A-H,O-Z
IMPLICITINTEGER*4（I-N
DIMENSIONMAXA（NPF,LMT（NDF,NE
MAXA=0;NWK=0
MAXA（1=1
DOI=2,NN1
IP=I-1
IG=IP
DOIE=1,NE
DOJ=1,NDF
IF（LMT（J,IE.EQ.IPTHEN
DOK=1,NDF
IF（LMT（K,IE.GT.0.AND.LMT（K,IE.LE.IGIG=LMT（K,IE
ENDDO
ENDIF
ENDDO
ENDDO
MAXA（I=MAXA（I-1+IP-IG+1
ENDDO
NWK=MAXA（NN1-1
IDIST=ICKK+NWK
IFTOOL=IDIST+NPF
IFF=IFTOOL+NPF
IPP=IFF+NPF
ISG=IPP+NPF
ISM=ISG+NE
RETURN
END
C
SUBROUTINECONKB（NP,NE,NM,NWK,ME,X,Y,Z,AE,NAE,&LMT,MAXA,CKK,NN1
IMPLICITREAL*8（A-H,O-Z
IMPLICITINTEGER*4（I-N
DIMENSIONCKK（NWK,X（NP,Y（NP,Z（NP,AE（2,NM,&NAE（NE,LMT（6,NE,ME（2,NE,MAXA（NN1,
&AKE（2,2,T（2,6,TT（6,2,AK（6,2,TAK（6,6
CKK=0
DO10IE=1,NE
TAK=0
CALLFKE（NP,NE,NM,IE,X,Y,Z,ME,NAE,AE,AKE
CALLFT（IE,NP,NE,X,Y,Z,ME,T
CALLMAT（2,6,T,TT
AK=MATMUL（TT,AKE
TAK=MATMUL（AK,T
DO220I=1,6
DO220J=1,6
NI=LMT（I,IE
NJ=LMT（J,IE
IF（（NJ-NI.GE.0.AND.NI*NJ.GT.0THEN
IJ=MAXA（NJ+NJ-NI
CKK（IJ=CKK（IJ+TAK（I,J
ENDIF
220CONTINUE
10CONTINUE
RETURN
END
C
SUBROUTINELDLT（A,MAXA,NN,ISH,IOUT,NWK,NNM
IMPLICITREAL*8（A-H,O-Z
IMPLICITINTEGER*4（I-N
DIMENSIONA（NWK,MAXA（NNM
IF（NN.EQ.1RETURN
DO200N=1,NN
KN=MAXA（N
KL=KN+1
KU=MAXA（N+1-1
KH=KU-KL
IF（KH304,240,210
210K=N-KH
IC=0
KLT=KU
DO260J=1,KH
KLT=KLT-1
IC=IC+1
KI=MAXA（K
ND=MAXA（K+1-KI-1
IF（ND260,260,270
270KK=MIN0（IC,ND
C=0.0
DO280L=1,KK
280C=C+A（KI+L*A（KLT+L
A（KLT=A（KLT-C
260K=K+1
240K=N
B=0.0
DO300KK=KL,KU
K=K-1
KI=MAXA（K
C=A（KK/A（KI
IF（ABS（C.LT.1.0E+07GOTO290
WRITE（IOUT,2010N,C
STOP
290B=B+C*A（KK
300A（KK=C
A（KN=A（KN-B
304IF（A（KN310,310,200
310IF（ISH.EQ.0GOTO320
IF（A（KN.EQ.0.0A（KN=-1.0E-16
GOTO200
320WRITE（IOUT,2000N,A（KN
STOP
200CONTINUE
RETURN
2000FORMAT（//'Stop-stiffnessmatrixnotpositive+definite',//,'nonpositivepivotforequation',
+I4,//,'pivot=',E20.10
2010FORMAT（//,'Stop-sturmsequencecheckfailed+becauseofmultipliergrowthforcolumn
+number',I4,//,'Multiplier=',E20.8
END
C
C
SUBROUTINERESOLVE（A,V,MAXA,NN,NWK,NNM
IMPLICITREAL*8（A-H,O-Z
IMPLICITINTEGER*4（I-N
DIMENSIONA（NWK,V（NN,1,MAXA（NNM
NIP=1
DOIP=1,NIP
DO400N=1,NN
KL=MAXA（N+1
KU=MAXA（N+1-1
IF（KU-KL400,410,410
410K=N
C=0.0
DO420KK=KL,KU
K=K-1
420C=C+A（KK*V（K,IP
V（N,IP=V（N,IP-C
400CONTINUE
DO480N=1,NN
K=MAXA（N
480V（N,IP=V（N,IP/A（K
IF（NN.EQ.1RETURN
N=NN
DO500L=2,NN
KL=MAXA（N+1
KU=MAXA（N+1-1
IF（KU-KL500,510,510
510K=N
DO520KK=KL,KU
K=K-1
520V（K,IP=V（K,IP-A（KK*V（N,IP
500N=N-1
ENDDO
RETURN
END
C
Ccc
SUBROUTINEDISPLS（NP,NE,NF,NPF,NM,NN,IT,FTOOL,&DIST,AE,ME,NAE,X,Y,Z,PP,FF,SG,SM
IMPLICITREAL*8（A-H,O-Z
IMPLICITINTEGER*4（I-N
DIMENSIONIT（NF,NP,DIST（NPF,FTOOL（NPF,T（2,6,&TT（6,2,AE（2,NM,ME（2,NE,NAE（NE,UE（6,U（2,
&AKE（2,2,FE1（2,FE（6,FF（NPF,X（NP,Y（NP,Z（NP,
&PP（NPF,SG（NE,SM（NE
SG=0;SM=0;FF=0
DOI=1,NP
DOJ=1,NF
LAB=IT（J,I
IF（LAB.EQ.0THEN
DIST（NF*（I-1+J=0.0
ELSEIF（LAB.GT.0.AND.LAB.LE.NNTHEN
DIST（NF*（I-1+J=FTOOL（LAB
ENDIF
ENDDO
ENDDO
DOIE=1,NE
N1=ME（1,IE;N2=ME（2,IE
UE=0
DOJ=1,NF
UE（J=DIST（NF*（N1-1+J
UE（NF+J=DIST（NF*（N2-1+J
ENDDO
CALLFT（IE,NP,NE,X,Y,Z,ME,T
CALLFKE（NP,NE,NM,IE,X,Y,Z,ME,NAE,AE,AKE
U=MATMUL（T,UE
FE1=MATMUL（AKE,U
CALLMAT（2,6,T,TT
FE=MATMUL（TT,FE1
DOJ=1,NF
FF（NF*（N1-1+J=FF（NF*（N1-1+J+FE（J
FF（NF*（N2-1+J=FF（NF*（N2-1+J+FE（NF+J
ENDDO
ISW=NAE（IE
AO=AE（2,ISW
SG（IE=FE1（2
SM（IE=FE1（2/AOENDDODOI=1,NPFFF（I=FF（I-PP（IENDDORETURNENDCSUBROUTINEFKE（NP,NE,NM,IE,X,Y,Z,ME,NAE,AE,AKEIMPLICITREAL*8（A-H,O-ZIMPLICITINTEGER*4（I-NDIMENSIONX（NP,Y（NP,Z（NP,ME（2,NE,NAE（NE,AE（2,NM,AKE（2,2N1=ME（1,IEN2=ME（2,IEX1=X（N1;Y1=Y（N1;Z1=Z（N1X2=X（N2;Y2=Y（N2;Z2=Z（N2BL=SQRT（（X2-X1**2+（Y2-Y1**2+（Z2-Z1**2NMI=NAE（IEE0=AE（1,NMI;A0=AE（2,NMIC=E0*A0/BLAKE（1,1=CAKE（1,2=-CAKE（2,1=-CAKE（2,2=CRETURNENDCSUBROUTINEFT（IE,NP,NE,X,Y,Z,ME,TIMPLICITREAL*8（A-H,O-ZIMPLICITINTEGER*4（I-NDIMENSIONX（NP,Y（NP,Z（NP,ME（2,NE,T（2,6T=0N1=ME（1,IE;N2=ME（2,IEX1=X（N1;Y1=Y（N1;Z1=Z（N1X2=X（N2;Y2=Y（N2;Z2=Z（N2BL=SQRT（（X2-X1**2+（Y2-Y1**2+（Z2-Z1**2CX=（X2-X1/BLCY=（Y2-Y1/BLCZ=（Z2-Z1/BLT（1,1=CX;T（2,4=CXT（1,2=CY;T（2,5=CYT（1,3=CZ;T（2,6=CZRETURNEND
CSUBROUTINEMAT（M,N,A,BIMPLICITREAL*8（A-H,O-ZIMPLICITINTEGER*4（I-NDIMENSIONA（M,N,B（N,MDOI=1,MDOJ=1,NB（J,I=A（I,JENDDOENDDORETURNENDC
升级会员 