結(jié)構(gòu)力學(xué)矩陣位移法實踐報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上結(jié)構(gòu)力學(xué)上機(jī)實驗報告姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師：專業(yè)班級：日期： 矩陣位移法上機(jī)實踐報告一、實踐目的學(xué)會使用矩陣位移法,掌握PF程序的使用并用來計算給定的平面剛架、桁架和連續(xù)粱的內(nèi)力。二、實踐要求（1）用PF程序計算給定的平面鋼架、桁架和連續(xù)粱的內(nèi)力；（2）繪制給出上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖。三、實踐步驟（1）編號：對桿件和結(jié)點編號，選定局部坐標(biāo)系和整體坐標(biāo)系。（2）建立輸入文件：根據(jù)題目已給數(shù)據(jù)，建立格式為.txt的輸入數(shù)據(jù)文件，存放在與PF程序相當(dāng)?shù)奈募A下。（3）運(yùn)行計算：運(yùn)行程序，分別按照要求鍵入輸入數(shù)據(jù)的文本名和輸出存儲數(shù)據(jù)的文件名從而得到相應(yīng)的輸出文件。（4）繪圖：根

2、據(jù)得到的結(jié)果，畫出內(nèi)力圖。四、每題的題目及具體解題步驟如下所示：1作圖示剛架的、圖，已知各桿截面均為矩形，柱截面寬0.4m,高0.4m, 大跨梁截面寬0.35m,高0.85m，小跨梁截面寬0.35m,高0.6m，各桿E=3.0×104 MPa。解：（1）編號根據(jù)剛架進(jìn)行編號。注意到作用在桿上的集中力偶由于PF程序未直接處理的算法，故在此點增加一個絞結(jié)點11。（2） 建立輸入文件timu1.txt，存于PF同一文件夾內(nèi)。具體輸入如下：* * EX.1 A Simple Suppoted Frame 2013.06.08 * * *3E7 16 13 9 11 2 16E-2 213E-

3、52 4 2975E-4 179E-43 4 16E-2 213E-54 6 21E-2 63E-45 6 16E-2 213E-52 7 16E-2 213E-57 8 2975E-4 179E-44 8 16E-2 213E-58 9 21E-2 63E-46 9 16E-2 213E-57 10 16E-2 213E-510 11 2975E-4 179E-411 12 2975E-4 179E-48 12 16E-2 213E-512 13 21E-2 63E-49 13 16E-2 213E-50 00 4.5 7.6 0 7.6 4.5 11.4 011.4 4.50 7.77.6

4、 7.711.4 7.70 10.93.8 10.97.6 10.911.4 10.911 012 013 031 032 033 051 052 053 047 100 0 010 100 0 011 0 0 -1512 0 0 -1571 3 20 4.52 2 -26 3.82 4 -36 7.64 4 -36 3.84 2 -26 2.77 4 -36 7.69 4 -36 3.8(3) 運(yùn)行PF程序,得到如下的timu1out.txt輸出文件：Input Data File Name: timu1.txt Output File Name: timu1out.txt * * * *

5、EX.1 A Simple Suppoted Frame 2013.06.08 * * * * The Input Data The General Information E NM NJ NS NLC 3.000E+07 16 13 9 1 The Information of Members member start end A I 1 1 2 1.E-01 2.E-03 2 2 4 2.E-01 1.E-02 3 3 4 1.E-01 2.E-03 4 4 6 2.E-01 6.E-03 5 5 6 1.E-01 2.E-03 6 2 7 1.E-01 2.E-03 7 7 8 2.E-

6、01 1.E-02 8 4 8 1.E-01 2.E-03 9 8 9 2.E-01 6.E-03 10 6 9 1.E-01 2.E-03 11 7 10 1.E-01 2.E-03 12 10 11 2.E-01 1.E-02 13 11 12 2.E-01 1.E-02 14 8 12 1.E-01 2.E-03 15 12 13 2.E-01 6.E-03 16 9 13 1.E-01 2.E-03 The Joint Coordinates joint X Y 1 . . 2 . 4. 3 7. . 4 7. 4. 5 11. . 6 11. 4. 7 . 7. 8 7. 7. 9

7、11. 7. 10 . 10. 11 3. 10. 12 7. 10. 13 11. 10. The Information of Supports IS VS 11 . 12 . 13 . 31 . 32 . 33 . 51 . 52 . 53 . Loading Case 1 The Loadings at Joints NLJ= 4 joint FX FY FM 7 100. . . 10 100. . . 11 . . -15. 12 . . -15. The Loadings at Members NLM= 7 member type VF DST 1 3 20. 4. 2 2 -2

8、6. 3. 2 4 -36. 7. 4 4 -36. 3. 4 2 -26. 2. 7 4 -36. 7. 9 4 -36. 3. The Results of Calculation The Joint Displacements joint u v rotation 1 7.E-21 -1.E-20 -1.E-20 2 1.E-02 -1.E-04 -1.E-03 3 9.E-21 -4.E-20 -2.E-20 4 1.E-02 -3.E-04 3.E-05 5 7.E-21 -2.E-20 -1.E-20 6 1.E-02 -2.E-04 -9.E-04 7 1.E-02 -2.E-0

9、4 -9.E-04 8 1.E-02 -5.E-04 6.E-05 9 1.E-02 -3.E-04 -4.E-04 10 1.E-02 -1.E-04 -1.E-04 11 1.E-02 -3.E-04 -8.E-06 12 1.E-02 -5.E-04 -1.E-04 13 1.E-02 -3.E-04 -1.E-04 The Terminal Forces member FN FS M 1 start 1 163. 116. 211. end 2 -163. -26. 107. 2 start 2 2. 83. -146. end 4 -2. 215. -355. 3 start 3 4

10、10. 96. 215. end 4 -410. -96. 216. 4 start 4 20. . -42. end 6 -20. 162. -245. 5 start 5 298. 77. 188. end 6 -298. -77. 162. 6 start 2 80. 28. 38. end 7 -80. -28. 53. 7 start 7 87. 93. -62. end 8 -87. 180. -268. 8 start 4 194. 113. 181. end 8 -194. -113. 182. 9 start 8 26. 29. -2. end 9 -26. 107. -14

11、4. 10 start 6 135. 57. 83. end 9 -135. -57. 100. 11 start 7 -13. 15. 9. end 10 13. -15. 41. 12 start 10 84. -13. -41. end 11 -84. 13. -8. 13 start 11 84. -13. -6. end 12 -84. 13. -42. 14 start 8 -15. 52. 88. end 12 15. -52. 80. 15 start 12 31. -28. -52. end 13 -31. 28. -56. 16 start 9 28. 31. 43. en

12、d 13 -28. -31. 56.（4）根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，繪制內(nèi)力圖如下：FN圖：Fs圖：M圖：2、計算圖示桁架各桿的軸力。已知A=2400mm2,E=2.0×105 MPa。解：（1）編號：（2） 建立輸入文件timu2.txt，存于PF同一文件夾內(nèi)。注意到，由于題目中將桁架結(jié)點簡化為鉸結(jié)，故各桿只受軸力而不受剪力和彎矩，故將I假設(shè)盡可能?。?E-18）。具體輸入如下：* * EX.2 A Frame with Hinges 2013.06.08 * *2E8 14 9 4 11 2 24E-4 1E-181 3 24E-4 1E-18 2 3 24E-4 1E-182 4 24E

13、-4 1E-183 4 24E-4 1E-183 5 24E-4 1E-184 5 24E-4 1E-185 6 24E-4 1E-185 7 24E-4 1E-187 6 24E-4 1E-186 8 24E-4 1E-187 8 24E-4 1E-187 9 24E-4 1E-189 8 24E-4 1E-180 00 62 32 64 66 66 38 68 011 012 091 092 052 0 -50 04 0 -50 05 0 -50 06 0 -50 08 -10 -50 00（3） 運(yùn)行PF程序,得到如下的timu2out.txt輸出文件：Input Data File N

14、ame: timu2.txt Output File Name: timu2out.txt * * * * EX.2 A Frame with Hinges 2013.06.08 * * * * The Input Data The General Information E NM NJ NS NLC 2.000E+08 14 9 4 1 The Information of Members member start end A I 1 1 2 2.E-03 1.E-18 2 1 3 2.E-03 1.E-18 3 2 3 2.E-03 1.E-18 4 2 4 2.E-03 1.E-18 5

15、 3 4 2.E-03 1.E-18 6 3 5 2.E-03 1.E-18 7 4 5 2.E-03 1.E-18 8 5 6 2.E-03 1.E-18 9 5 7 2.E-03 1.E-18 10 7 6 2.E-03 1.E-18 11 6 8 2.E-03 1.E-18 12 7 8 2.E-03 1.E-18 13 7 9 2.E-03 1.E-18 14 9 8 2.E-03 1.E-18 The Joint Coordinates joint X Y 1 . . 2 . 6. 3 2. 3. 4 2. 6. 5 4. 6. 6 6. 6. 7 6. 3. 8 8. 6. 9 8

16、. . The Information of Supports IS VS 11 . 12 . 91 . 92 . Loading Case 1 The Loadings at Joints NLJ= 5 joint FX FY FM 2 . -50. . 4 . -50. . 5 . -50. . 6 . -50. . 8 -10. -50. . The Loadings at Members NLM= 0 The Results of Calculation The Joint Displacements joint u v rotation 1 -3.E-21 -1.E-20 -2.E-

17、04 2 -1.E-04 -9.E-04 -7.E-05 3 3.E-04 -8.E-04 1.E-04 4 -1.E-04 -1.E-03 1.E-04 5 -2.E-04 -8.E-04 -3.E-05 6 -3.E-04 -1.E-03 -1.E-04 7 -7.E-04 -9.E-04 -6.E-05 8 -4.E-04 -9.E-04 1.E-04 9 2.E-21 -1.E-20 3.E-04 The Terminal Forces member FN FS M 1 start 1 75. . . end 2 -75. . . 2 start 1 69. . . end 3 -69

18、. . . 3 start 2 -30. . . end 3 30. . . 4 start 2 16. . . end 4 -16. . . 5 start 3 50. . . end 4 -50. . . 6 start 3 39. . . end 5 -39. . . 7 start 4 16. . . end 5 -16. . . 8 start 5 26. . . end 6 -26. . . 9 start 5 21. . . end 7 -21. . . 10 start 7 50. . . end 6 -50. . . 11 start 6 26. . . end 8 -26.

19、 . . 12 start 7 -30. . . end 8 30. . . 13 start 7 51. . . end 9 -51. . . 14 start 9 75. . . end 8 -75. . .（4） 根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，繪制內(nèi)力圖，由于桁架只受軸力，故只畫出軸力圖如下：FN圖：3作圖示連續(xù)梁的、圖，已知各梁截面面積A=6.5,慣性矩I=5.50，各桿E=3.45×104MPa。解：（1）編號：根據(jù)剛架進(jìn)行編號。注意到作用在桿上的集中力偶由于PF程序未直接處理的算法，故在此點增加一個鉸節(jié)點3。（2） 建立輸入文件timu3.txt，存于PF同一文件夾內(nèi)。具體輸入如下：*

20、 * EX.3 A Simple Suppoted Frame 2013.06.08 * *345E5 4 5 6 11 2 6.5 5.52 3 6.5 5.5 3 4 6.5 5.54 5 6.5 5.50 040 060 080 0120 011 012 013 022 042 052 013 0 -320 -10041 4 -10.5 402 4 -10.5 203 4 -10.5 204 4 -10.5 40（3） 運(yùn)行PF程序,得到如下的timu3out.txt輸出文件： Input Data File Name: timu3.txt Output File Name: timu3

21、out.txt * * * * EX.3 A Simple Suppoted Frame 2013.06.08 * * * * The Input Data The General Information E NM NJ NS NLC 3.450E+07 4 5 6 1 The Information of Members member start end A I 1 1 2 6.E+00 5.E+00 2 2 3 6.E+00 5.E+00 3 3 4 6.E+00 5.E+00 4 4 5 6.E+00 5.E+00 The Joint Coordinates joint X Y 1 .

22、. 2 40. . 3 60. . 4 80. . 5 120. . The Information of Supports IS VS 11 . 12 . 13 . 22 . 42 . 52 . Loading Case 1 The Loadings at Joints NLJ= 1 joint FX FY FM 3 . -320. -100. The Loadings at Members NLM= 4 member type VF DST 1 4 -10. 40. 2 4 -10. 20. 3 4 -10. 20. 4 4 -10. 40. The Results of Calculation The Joint Displacements joint u v rotation 1 0.E+00 3.E-21 4.E-20 2 0.E+00 -2.E-20 -5.E-05 3 0.E+00 -1.E-03 1.E-06 4 0.E+00 -3.E-20 4.E-05 5 0.E+00 6.E-21 5.E-05 The Terminal Forces member FN FS M 1 start 1 . 172. 904. end 2 . 247. -2390. 2 start 2 . 359. 2390. end 3 . -149. 2700. 3 start 3 .