计算结构力学程序设计报告材料.docx

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计算结构力学程序设计报告材料

实验一形成单元定位向量的程序设计

一求图示结构各单元的单元定位向量

二输入数据文件

单元数NE=3

结点数NJ=5

特殊结点数NJT=5

截面特性分组数NAI=1

单元两端结点号:

单元起点终点单元起点终点单元起点终点单元起点终点

112234345

单元截面特性:

111

特殊结点信息（结点号,结点各自由度的约束特征数）:

结点号特征数特征数特征数结点号特征数特征数特征数结点号特征数特征数特征数

111151112010010

32100104250

截面特性EA:

.000

截面特性EI:

100000.000

结点坐标:

结点X坐标Y坐标结点X坐标Y坐标结点X坐标Y坐标

1.000.0002.0004.0003.0004.000

44.0004.00054.000.000

未知量编号:

000102103104000

单元定位向量MW（6）

单元编号:

1MW=000102

单元编号:

2MW=103104

单元编号:

3MW=104000

单元刚度矩阵：

单元号1

18750.00.00-37500.00-18750.00.00-37500.00

.00.00.00.00.00.00

-37500.00.00100000.0037500.00.0050000.00

-18750.00.0037500.0018750.00.0037500.00

.00.00.00.00.00.00

-37500.00.0050000.0037500.00.00100000.00

单元刚度矩阵：

单元号2

.00.00.00.00.00.00

.0018750.0037500.00.00-18750.0037500.00

.0037500.00100000.00.00-37500.0050000.00

.00.00.00.00.00.00

.00-18750.00-37500.00.0018750.00-37500.00

.0037500.0050000.00.00-37500.00100000.00

单元刚度矩阵：

单元号3

18750.00.0037500.00-18750.00.0037500.00

.00.00.00.00.00.00

37500.00.00100000.00-37500.00.0050000.00

-18750.00.00-37500.0018750.00.00-37500.00

.00.00.00.00.00.00

37500.00.0050000.00-37500.00.00100000.00

结构刚度矩阵：

37500.037500.0.037500.037500.0100000.0

.0.0.0.0100000.050000.0

37500.0.050000.0200000.0

实验二形成单元刚度矩阵和结构刚度矩阵的程序设计

一求图示结构各单元的单元定位向量。

结构竖杆的EA=0EI=14040KN.m其余杆件EA=0EI=8125KN.m

二输入数据文件

9822

314253647586123456

71118111

111111222

4680039000

140408125

06060606

1010774400

三程序编写过程

输入数据说明（数据之间建议用空格作为分隔符）

同一项内容的数据可以在同一行输入,也可分多行输入,建议分多行输入,便于阅读

不同的数据项必须分行输入。

1.单元数NE、结点数NJ、特殊结点数NJT、材料特性组数NAI、结点荷载数NPJ、单元荷载数NPM

2.杆端结点号码JH

3.特殊结点信息JTX

4.杆件材料分组信息JMH

5.材料EA

6.材料EI

7.结点X坐标

8.结点Y坐标

9.如果NPJ>0则读入结点荷载PJZ（NPJ,2）

结点号.方向号（1=X,2=Y,3=M）荷载值

力以沿坐标轴正向为正,弯矩以逆时针方向为正:

整体坐标系下

10.如果NPM>0则读入单元荷载PMZ（NPM,3）

单元号.荷载类型号（教材P63表中的L值）荷载距单元始结点的距离荷载值

力以沿坐标轴正向为正,弯矩以逆时针方向为正:

局部坐标系,与单元两端结点编号的顺序有关.

MODULEJGLX

INTEGERNE,NJ,NJT,NJZ,NAI,N,MW（6）,NPJ,NPM

定义可分配大小的数组

INTEGER,ALLOCATABLE:

JH（:

）,JW（:

）,JZH（:

）,JMH（:

）,JTX（:

）

DOUBLEPRECISION,ALLOCATABLE:

EA（:

）,EI（:

）,X（:

）,Y（:

）,SL（:

）,CX（:

）,SY（:

）,FLZ（:

）,P（:

）

DOUBLEPRECISION,ALLOCATABLE:

PJZ（:

）,PMZ（:

）,ZK（:

）,XSA（:

）

ENDMODULEJGLX

形成结构总荷载向量

USEJGLX

CHARACTER*20INAME,ONAME

INTEGER*2ID

CALLGETARG（1,INAME,ID）

IF（ID<0）THEN

WRITE（*,"（1X,A\）"）"请指定输入数据文件：

READ（*,'（A）'）INAME

ENDIF

OPEN（1,FILE=INAME,STATUS='OLD',ERR=2）!

打开输入数据文件

CALLGETARG（2,ONAME,ID）

IF（ID<0）THEN

WRITE（*,"（1X,A\）"）"请指定输出数据文件：

READ（*,'（A）'）ONAME

ENDIF

OPEN（2,FILE=ONAME,STATUS='REPLACE',ERR=2）!

打开输出数据文件

读入单元数、结点数、特殊结点数、材料特性组数、结点荷载数、单元荷载数

READ（1,*）NE,NJ,NJT,NAI,NPJ,NPM

分配数组内存

ALLOCATE（JH（2,NE）,JW（3,NJ）,JTX（4,NJT）,JMH（NE））

ALLOCATE（EA（NAI）,EI（NAI）,X（NJ）,Y（NJ）,SL（NE）,CX（NE）,SY（NE）,XSA（NE,7））

READ（1,*）（（JH（I,J）,I=1,2）,J=1,NE）!

读入杆端结点号码

READ（1,*）（（JTX（l,J）,l=1,4）,J=1,NJT）!

读入特殊结点信息

READ（1,*）（JMH（I）,I=1,NE）!

读入杆件材料分组信息

READ（1,*）（EA（I）,I=1,NAI）!

读入材料EA

READ（1,*）（EI（I）,I=1,NAI）!

读入材料EI

READ（1,*）（X（I）,I=1,NJ）!

读入结点X坐标

READ（1,*）（Y（I）,I=1,NJ）!

读入结点Y坐标

CALLQJW!

各结点求知量在结构位移列阵中的编号JW数组

CALLQJZH

ALLOCATE（FLZ（NJZ,3））

WRITE（2,1）NE,NJ,NJT,NJZ,NAI

WRITE（2,"（/1X,'单元两端结点号:

'/4（4X,'单元',2X,'起点',2X,'终点'））"）

WRITE（2,"（4（4X,I4,I6,I6））"）（J,（JH（I,J）,I=1,2）,J=1,NE）

WRITE（2,"（/1X,'单元截面特性:

'/20（1X,I3））"）JMH

WRITE（2,"（/1X,'特殊结点信息（结点号,结点各自由度的约束特征数）:

/3（1X,'结点号',2X,'特征数',2X,'特征数',2X,'特征数'））"）

WRITE（2,"（3（1X,I6,2X,I6,2X,I6,2X,I6））"）（（JTX（I,J）,I=1,4）,J=1,NJT）

WRITE（2,"（/1X,'截面特性EA:

'/6（1X,F14.3））"）EA

WRITE（2,"（/1X,'截面特性EI:

'/6（1X,F14.3））"）EI

WRITE（2,"（/1X,'结点坐标:

'/3（2X,'结点',5X,'X坐标',5X,'Y坐标'））"）

WRITE（2,"（3（1X,I5,2F10.3））"）（I,X（I）,Y（I）,I=1,NJ）

WRITE（2,"（/1X,'未知量编号:

'/（16I5））"）JW

ALLOCATE（ZK（N,N）,P（N））!

结构总刚度矩阵与总荷载列阵,N是结构位移未知量总数

WRITE（2,"（/1X,A）"）"单元定位向量MW（6）"!

输出标题

DOM=1,NE!

求各单元的单元定位向量

CALLQMW（M）!

求单元M的单元定位向量

WRITE（2,"（1X,'单元编号:

',I5,4X,'MW=',6I5）"）M,（MW（I）,I=1,6）

ENDDO

CALLDCH!

计算各单元长度及cosα,sinα

CALLQXS!

确定各单元的七个常数

CALLKJX1!

结构刚度矩阵（满阵）

WRITE（2,"（/1X,A）"）'结构刚度矩阵：

WRITE（2,"（6F12.1）"）（（ZK（I,J）,I=1,N）,J=1,N）

WRITE（2,"（/2X,'结点荷载数',2X,'单元荷载数'）"）

WRITE（2,"（6X,I6,6X,I6）"）NPJ,NPM

ALLOCATE（PJZ（NPJ,2））

ALLOCATE（PMZ（NPM,3））

CALLYDX!

计算结构荷载向量

（1）

（2）

DEALLOCATE（JH,JW,JTX,JMH,EA,EI,X,Y,SL,CX,SY,XSA,ZK,FLZ,P,PJZ,PMZ）!

释放数组内存

1FORMAT（//30X,'平面杆系分析'//1X,'单元数NE=',I11,/1X,'结点数NJ=',I11,/1X,'特殊结点数NJT=',I6,&

/1X,'支座结点数NJZ=',I6,/1X,'截面特性分组数NAI=',I2）

2END

四计算结果

单元数NE=9

结点数NJ=8

特殊结点数NJT=2

支座结点数NJZ=2

截面特性分组数NAI=2

荷载组数NL=0

单元两端结点号:

单元起点终点单元起点终点单元起点终点单元起点终点

131242353464

575686712834

956

单元截面特性:

001111112

特殊结点信息（结点号,结点各自由度的约束特征数）:

结点号特征数特征数特征数结点号特征数特征数特征数结点号特征数特征数特征数

71118111

截面特性EA:

12345.00013245.000

截面特性EI:

468000.000390000.000

结点坐标:

结点X坐标Y坐标结点X坐标Y坐标结点X坐标Y坐标

10.00010.00026.00010.00030.0007.000

46.0007.00050.0004.00066.0004.000

70.0000.00086.0000.000

未知量编号:

12345678910111213141516

1718000000

单元定位向量MW（6）

单元编号:

1MW=789123

单元编号:

2MW=101112456

单元编号:

3MW=131415789

单元编号:

4MW=161718101112

单元编号:

5MW=000131415

单元编号:

6MW=000161718

单元编号:

7MW=123456

单元编号:

8MW=789101112

单元编号:

9MW=131415161718

结构刚度矩阵各行带宽

9879879879876543

结构刚度矩阵对角元位置

1101825344249586673829097103108112

115117

单元刚度矩阵：

单元号1

0.000.000.000.000.000.00

单元刚度矩阵：

单元号2

0.000.000.000.000.000.00

单元刚度矩阵：

单元号3

208000.000.00-312000.00-208000.000.00-312000.00

0.004115.000.000.00-4115.000.00

-312000.000.00624000.00312000.000.00312000.00

-208000.000.00312000.00208000.000.00312000.00

0.00-4115.000.000.004115.000.00

-312000.000.00312000.00312000.000.00624000.00

单元刚度矩阵：

单元号4

208000.000.00-312000.00-208000.000.00-312000.00

0.004115.000.000.00-4115.000.00

-312000.000.00624000.00312000.000.00312000.00

-208000.000.00312000.00208000.000.00312000.00

0.00-4115.000.000.004115.000.00

-312000.000.00312000.00312000.000.00624000.00

单元刚度矩阵：

单元号5

87750.000.00-175500.00-87750.000.00-175500.00

0.003086.250.000.00-3086.250.00

-175500.000.00468000.00175500.000.00234000.00

-87750.000.00175500.0087750.000.00175500.00

0.00-3086.250.000.003086.250.00

-175500.000.00234000.00175500.000.00468000.00

单元刚度矩阵：

单元号6

87750.000.00-175500.00-87750.000.00-175500.00

0.003086.250.000.00-3086.250.00

-175500.000.00468000.00175500.000.00234000.00

-87750.000.00175500.0087750.000.00175500.00

0.00-3086.250.000.003086.250.00

-175500.000.00234000.00175500.000.00468000.00

单元刚度矩阵：

单元号7

2057.500.000.00-2057.500.000.00

0.0026000.0078000.000.00-26000.0078000.00

0.0078000.00312000.000.00-78000.00156000.00

-2057.500.000.002057.500.000.00

0.00-26000.00-78000.000.0026000.00-78000.00

0.0078000.00156000.000.00-78000.00312000.00

单元刚度矩阵：

单元号8

2057.500.000.00-2057.500.000.00

0.0026000.0078000.000.00-26000.0078000.00

0.0078000.00312000.000.00-78000.00156000.00

-2057.500.000.002057.500.000.00

0.00-26000.00-78000.000.0026000.00-78000.00

0.0078000.00156000.000.00-78000.00312000.00

单元刚度矩阵：

单元号9

2207.500.000.00-2207.500.000.00

0.0021666.6765000.000.00-21666.6765000.00

0.0065000.00260000.000.00-65000.00130000.00

-2207.500.000.002207.500.000.00

0.00-21666.67-65000.000.0021666.67-65000.00

0.0065000.00130000.000.00-65000.00260000.00

结构刚度矩阵

2057.5000.0000.000-2057.5000.0000.000

0.0000.0000.00026000.00078000.0000.000

-26000.00078000.0000.0000.0000.000312000.000

0.000-78000.000156000.0000.0000.0000.000

2057.5000.0000.0000.0000.0000.000

0.0000.0000.00026000.000-78000.0000.000

0.0000.0000.0000.0000.000312000.000

0.0000.0000.0000.0000.0000.000

210057.5000.000312000.000-2057.5000.0000.000

-208000.0000.000312000.00030115.00078000.0000.000

-26000.00078000.0000.000-4115.0000.000936000.000

0.000-78000.000156000.000-312000.0000.000312000.000

210057.5000.000312000.0000.0000.0000.000

-208000.0000.000312000.00030115.000-78000.0000.000

0.0000.0000.000-4115.0000.000936000.000

0.0000.0000.000-312000.0000.000312000.000

297957.5000.000-136500.000-2207.5000.0000.000

28867.91765000.0000.000-21666.66765000.0001352000.000

0.000-65000.000130000.000297957.5000.000-136500.000

28867.917-65000.0001352000.000

质量矩阵:

1500.00001500.00004500.00001500.00001500.00004500.0000

质量矩阵:

2250.00002250.00005062.50002250.00002250.00005062.5000

质量矩阵:

2650.00002650.00004595.83332650.00002650.00004595.8333

迭代次数=1误差=NaN振型系数R

（1）=NaN

固有频率W

（1）=NaNHz周期T

（1）=NaN秒

振型向量:

NaNNaNNaNNaNNaNNaN

迭代次数=1误差=NaN振型系数R

（2）=NaN

固有频率W

（2）=NaNHz周期T

（2）=NaN秒

振型向量:

NaNNaNNaNNaNNaNNaN

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