結(jié)構(gòu)力學求解器使用教程

結(jié)構(gòu)力學求解器使用教程土木工程系力學課題組制作第一頁，共三十四頁。目錄1.軟件簡介2.力學相關(guān)知識介紹3.力學求解器建模步驟4.計算功能分類第二頁，共三十四頁。1.軟件簡介結(jié)構(gòu)力學求解器（StructuralMechanicsSolver，簡稱SMSolver）是一個面向教師、學生以及工程技術(shù)人員的計算機輔助分析計算軟件，其求解內(nèi)容包括了二維的平面結(jié)構(gòu)（體系）幾何組成、靜定、超靜定、位移、內(nèi)力、影響線、包絡(luò)圖、自由振動、彈性穩(wěn)定、極限荷載等經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學課程中所涉及的一系列問題，全部采用精確算法給出精確解答。第三頁，共三十四頁。1.軟件簡介結(jié)構(gòu)力學求解器（StructuralMechanicsSolver，簡稱SMSolver）官方網(wǎng)址：/sms/在該網(wǎng)站可以下載軟件共享版！第四頁，共三十四頁。1.軟件簡介觀覽器命令編輯器第五頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹①結(jié)點：結(jié)點是在計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力時出現(xiàn)的概念,結(jié)點一般是兩個或以上桿件的交點。第六頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹N,Nn,x,yNn，結(jié)點編碼；x，結(jié)點的x坐標；y，結(jié)點的y坐標。結(jié)點命令第七頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹②單元：連接結(jié)點的桿件。第八頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹E,N1,N2[,DOF11,DOF12,DOF13,DOF21,DOF22,DOF23]單元命令N1,N2，單元兩端的結(jié)點碼；以下連接方式：1為連接，0為不連接：DOF11，桿端1處的x方向自由度的連接方式，缺省值=1；DOF12，桿端1處的y方向自由度的連接方式，缺省值=1；DOF13，桿端1處的轉(zhuǎn)角方向自由度的連接方式，缺省值=0；DOF21，桿端2處的x方向自由度的連接方式，缺省值=1；DOF22，桿端2處的y方向自由度的連接方式，缺省值=1；DOF23，桿端2處的轉(zhuǎn)角方向自由度的連接方式，缺省值=0。第九頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹③位移約束：限制物體運動的其他物體或裝置，包括連桿支座、鉸支座、固定支座等6種支座。第十頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹③位移約束ESUPT,Selem,SelemEnd,Stype[[,Sdir,]Sdisx[,Sdisy[,SdixR]]]Selem，單元編碼；SelemEnd,單元桿端；Stype，單元桿端約束類型；Stype=1，x方向；Stype=2，y方向；Stype=3，轉(zhuǎn)角方向；Stype=4，x方向、y方向和轉(zhuǎn)角方向；Stype=5，斜向；Sdir，支座方向，僅當Stype=5時需輸入；Sdisx,x方向的支座位移，缺省值=0；Sdisy,y方向的支座位移，缺省值=0；SdisR,轉(zhuǎn)角方向的支座位移，缺省值=0。第十一頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹④荷載條件:定義作用在單元上的集中荷載、集中力矩、均布荷載、均布力矩、線性分布荷載、線性分布力矩。第十二頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹④荷載條件ELOAD,Ln,Ltype,Lsize1[,Lsize2[,Lpos1[,Lpos2[,Ldir]]]]Ln，荷載作用的單元碼；Ltype，荷載類型；Ltype=1(-1)，集中荷載，指向(背離)單元；Ltype=2(-2)，集中力矩，逆時(順時)針方向；Ltype=3(-3)，均布荷載，指向(背離)單元；Ltype=4(-4)，均布力矩，逆時(順時)針方向；Ltype=5(-5)，線性荷載，指向(背離)單元；Ltype=6(-6)，線性彎矩，逆時(順時)針方向；Lsize1，Lsize2，荷載大?。划擫type=1,-1,2,-2,3,-3,4,-4時，輸入Lsize1；當Ltype=5,-5,6,-6時，輸入Lsize1及Lsize2；Lsize1，荷載起點的大小；Lsize2，荷載終點的大小；Lpos1，荷載起點至單元桿端1的距離與桿長的比值，缺省值=0；Lpos2，荷載起點至單元桿端1的距離與桿長的比值，缺省值=1；Ldir，荷載方向(度)，僅當Ltype=1,3,5或-1,-3,-5時輸入，缺省值=0。第十三頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹⑤單元材料性質(zhì)：定義一個或多個單元的抗拉剛度、抗彎剛度、均布質(zhì)量、極限彎矩、抗剪剛度等。計算剛度、極限荷載等計算時使用。第十四頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹ESUPT,Selem,SelemEnd,Stype[[,Sdir,]Sdisx[,Sdisy[,SdixR]]]Selem，單元編碼；SelemEnd,單元桿端；Stype，單元桿端約束類型；Stype=1，x方向；Stype=2，y方向；Stype=3，轉(zhuǎn)角方向；Stype=4，x方向、y方向和轉(zhuǎn)角方向；Stype=5，斜向；Sdir，支座方向，僅當Stype=5時需輸入；Sdisx,x方向的支座位移，缺省值=0；Sdisy,y方向的支座位移，缺省值=0；SdisR,轉(zhuǎn)角方向的支座位移，缺省值=0。⑤單元材料性質(zhì)第十五頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹計算桿件軸向拉伸和軸向壓縮變形時使用⑤單元材料性質(zhì)第十六頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹計算桿件彎曲變形時使用yc=ycq+ycm=⑤單元材料性質(zhì)第十七頁，共三十四頁。2.力學相關(guān)知識介紹計算桿件極限荷載時使用①結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟第十八頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟a.建立結(jié)點①結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟第十九頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟①結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟b.生成單元第二十頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟①結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟c.建立位移約束第二十一頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟①結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟d.加載荷載第二十二頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟①結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟e.設(shè)置材料性質(zhì)靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算不必輸入材料性質(zhì)；超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算必須輸入材料性質(zhì)，EA設(shè)置為無窮大，其他項要根據(jù)實際情況而定，軸向剛度EA則根據(jù)理論來確定。第二十三頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟①結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟E.求解內(nèi)力彎矩圖第二十四頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟②結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟a.建立結(jié)點第二十五頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟②結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟b.生成單元第二十六頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟②結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟c.建立位移約束第二十七頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟②結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟d.加載荷載第二十八頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟②結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟e.設(shè)置材料性質(zhì)1.如考慮軸向壓縮變形，必須輸入各個桿件的抗拉剛度EA，抗彎剛度EI設(shè)為無窮大，抗剪剛度與溫度改變?yōu)榭蛇x項；2.如考慮彎曲變形，必須輸入各個桿件的抗彎剛度EI，抗拉剛度EA設(shè)為無窮大，抗剪剛度與溫度改變?yōu)榭蛇x項。第二十九頁，共三十四頁。3.力學求解器建模步驟②結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟f.位移計算位移計算選項框，在位移顯示處選擇結(jié)構(gòu)，在桿端位移值處打勾。該桿件的總位移為-3.185mm第三十頁，共三十四頁。4.計算功能分類自動求解功能：

(1)

平面體系的幾何組成分析，對于可變體系可靜態(tài)或動畫顯示機構(gòu)模態(tài)；

(2)

平面靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算和位移計算，并繪制內(nèi)力圖和位移圖；

(3)

平面結(jié)構(gòu)的自由振動和彈性穩(wěn)定分析，計算前若干階頻率和失穩(wěn)荷載，并靜態(tài)或動畫顯示各階振型和失穩(wěn)模態(tài)；

(4)

平面結(jié)構(gòu)的極限分析，求解極限荷載，并可靜態(tài)或動畫顯示單向機構(gòu)運動模態(tài)；

(5)

平面結(jié)構(gòu)的影響線分析，并繪制影響線圖。

(6)平面結(jié)構(gòu)的內(nèi)力包絡(luò)圖分析，并繪制包絡(luò)圖。第三十一頁，共三十四頁。4.計算功能分類智能求解功能：

(1)

平面體系的幾何構(gòu)造分析：按三剛片法則求解，給出求解步驟；

(2)

平面桁架的截面法：找出使指定桿為截面單桿的所有截面；

(3)

平面靜定組合結(jié)構(gòu)：給出求解步驟。

其他輔助功能：

(1)

強大的命令文檔編輯及文件讀寫功能；

(2)

二維結(jié)構(gòu)的圖形顯示；結(jié)構(gòu)力學求解器功能眾多，以上提到的計算方法在軟件的幫助文件中有詳細講解。第三十二頁，共三十四頁。結(jié)構(gòu)力學求解器使用教程土木工程系力學課題組制作ThankYou!第三十三頁，共三十四頁。內(nèi)容梗概結(jié)構(gòu)力學求解器使用教程。①結(jié)點：結(jié)點是在計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力時出現(xiàn)的概念,結(jié)點一般是兩個或以上桿件的交點。x，結(jié)點的x坐標。y，結(jié)點的y坐標。以下連接方式：1為連接，0為不連接：。DOF13，桿端1處的轉(zhuǎn)角方向自由度的連接方式，缺省值=0。DOF22，桿端2處的y方向自由度的連接方式，缺省值=1。DOF23，桿端2處的轉(zhuǎn)角方向自由度的連接方式，缺省值=0。Stype=4，x方向、y方向和轉(zhuǎn)角方向。Stype=4，x方向、y方向和轉(zhuǎn)角方向。Sdir，支座方向，僅當Stype=5時需輸入。Lsize1，Lsize2，荷載大小。Lpos1，荷載起點至單元桿端1的距離與桿長的比值，缺省值=0。計算剛度、極限荷載等計算時使用。計算桿件軸向拉伸和軸向壓縮變形時使用。yc=ycq+ycm=。超靜定結(jié)構(gòu)