有限元计算结构力学fortran程序
FORTRAN 90 程序编程规范
FORTRAN 90 程序编程规范 Fortran 90 编程规范，使程序代码高度组织化，更加易读、易懂、易于维护，程序更加高效。使编出的程序更易懂、易于维护。 1 语言选择 数值预报创新系统软件开发应避免使用Fortran77 的某些过时特征以Fortran 90不一致的特征。选择Fortran 90 作为开发语言，并采用Fortran 90 的新功能，如动态内存的分配(dynamic memory allocation)、递归（recursion ）, 模块(modules)、POINTER 、长变量名、自由格式等。 Fortran 77其中某些只是一些冗余的功能，这些功能已经过时，另外，还有一些在Fortran90 中被证明是不好的用法，建议不要使用。 2 Fortran 90 的新特性 2.1.1 建议使用的Fortran 90 新特性 建议使用Fortran 90 提供的模块（module ），并用Use ONLY 指定module 中哪些变量或派生类型定义可用于调用程序。 尽量使用数组下标三元组，这样可优化并减少所需的代码行数。为提高可读性，要在括号内表明数组的维数，例如： 1dArrayA(:) = 1dArrayB(:) + 1dArrayC(:) 2dArray(: , :) = scalar * Another2dArray(: , :) 当访问数组的子集时，例如在有限差分等式中，可以通过使用下标三元组实现。例如：2dArray(: , 2:len2) = scalar *（ & Another2dArray(:, 1:len2 -1) & - Another2dArray(:, 2:len2) & ) 对程序单元（program units ）命名，并使用End program ，End subroutine ，End interface ，End module 等结构再次指定“program unit ”的名称。 在逻辑表达式中使用>、 >=、 ==、 <、 <=、 /=，它们分别代 替.gt.、.ge.、.eq.、.lt.、.le.、.ne. 。新的表示方法更接近标准的数学符号 在变量定义中始终使用“：：”；始终用“DIMENSION ”定义数组形状；始终用（len=）的语法格式声明字符变量的长度。
结构力学求解器求解示例
结构力学（二）上机试验结构力学求解器的使用 上机报告 班级： 姓名： 学号： 日期：
实验三、计算结构的影响线 1．实验任务 （1）作以下图示梁中截面D 的内力D M 、QD F 的影响线。 观览器：D M 的影响线 观览器：QD F 的影响线 D |F=1 3 365
编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,3,0 结点,3,6,0 结点,4,12,0 结点,6,6,1 结点,5,17,1 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,0 单元,3,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,5,1,1,0,1,1,0 结点支承,1,3,0,0,0 结点支承,4,1,0,0 结点支承,5,3,0,0,0 影响线参数,-2,1,1,3 影响线参数,-2,1,1,2 End
作以下图示梁中截面D 的内力D M 、QD F 的影响线。 观览器： D M 的影响线 QD F 的影响线
编辑器： 结点,1,0,0 结点,2,2,0 结点,3,4,0 结点,4,6,0 结点,5,8,0 结点,6,0,1 结点,7,8,1 结点,8,2,1 结点,9,4,1 结点,10,6,1 单元,1,2,1,1,0,1,1,1 单元,2,3,1,1,1,1,1,1 单元,3,4,1,1,1,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,0 单元,1,6,1,1,1,1,1,0 单元,6,8,1,1,0,1,1,0 单元,8,9,1,1,0,1,1,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0 单元,10,7,1,1,0,1,1,0 单元,7,5,1,1,0,1,1,0
结构力学计算题及答案
《结构力学》计算题61.求下图所示刚架的弯矩图。 62.用结点法或截面法求图示桁架各杆的轴力。 64.作图示三铰刚架的弯矩图。
67.作图示结构 M F 、F QF 的影响线。 68.用机动法作图示结构影响线 M F ,F Q B 。 69.用机动法作图示结构 M c , F QB 的影响线。 70.作图示结构F QB 、M E 、F QE 的影响线。 65.作图示刚架的弯矩图。 F Q B 、F QB 的影响线。
74.用力法求作下图所示结构的 M 图,EI=常数。 71.用力法作下图所示刚架的弯矩图。 72.用力法求作下图所示刚架的 M 图。 L 73.利用力法计算图示结构，作弯矩图。
80.
83. 84. 85.
61.解: /// / ^FyA 取整体为研究对象，由M A 0,得 2 2aF yB aF xB 2qa 0 （1）（2 分）取BC部分为研究对象，由M C 0，得 aF yB aF XB，即F yB F XB（2）（2 分） 由⑴、（2）联立解得F XB F yB 一qa（2分） 3 由F X0有F X A2qa F X B0解得F X A 4 八 qa （1 分） 由F y0有 F yA F yB0解得F yA F yB 2 八qa （1 分）3 则M D2aF yB aF X B 4 3 2 qa 2 2 2 qa 3 3 2 / qa （）（2 分） 弯矩图（3分） 62.解：（1）判断零杆（12根）。（4分） （2）节点法进行内力计算，结果如图。每个内力3分（3X 3= 9分） 答案 F P
fortran程序案例题汇编(14道)
1．Fibonacci数列定义如下： F1=1 F2=1 F n=F n-1+F n-2 (n>2) 求Fibonacci数列的前30项。 integer f(30),i f(1)=1 f(2)=2 do i=3,30 f(i)=f(i-1)+f(i-2) enddo print*,f end 2．输入10个学生的总分，求每个学生的名次integer s(10),a(10),i,j do i=1,10 read*,s(i) enddo do i=1,10 a(i)=1 do j=1,10 if(s(i) 3．给定一组数，按照从小到大的顺序输出。integer a(10) integer p do i=1,10 read *,a(i) enddo do j=1,9 p=j do i=j+1,10 if (a(i) 4．输入若干名学生的学号和三门课程（语数英）的成绩，要求从键盘输入一个学生的学号，能打印出该学生的三门功课成绩和总分。 character*6,dimension(:),allocatable::xue integer,dimension(:,:),allocatable::g integer,dimension(:),allocatable::zong integer i,j,n character*6,xh print *,"请输入学生的个数" read *,n allocate(xue(n)) allocate(g(n,3)) allocate(zong(n)) do i=1,n read *,xue(i),(g(i,j),j=1,3) enddo do i=1,n zong(i)=0 do j=1,3 zong(i)=zong(i)+g(i,j) enddo enddo print *,"请输入你要打印的学生的学号" read *,xh do i=1,n if(xue(i)==xh)then print *,(g(i,j),j=1,3),zong(i) exit endif enddo end 隧道设计衬砌计算范例(结构力学方法) 1.1工程概况 川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟, 地质条件复杂, 气候环境恶劣, 自然灾害频繁, 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断, 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。 二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头, 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞, 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接, 总长8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。 1.2工程地质条件 1.2.1 地形地貌 二郎山段山高坡陡,地形险要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带,隶属于龙门山深切割高中地区。隧道中部地势较高。隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。隧道轴线穿越部位,山体浑厚,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“v ”型沟谷,纵坡顺直比降大,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。 1.2.2 水文气象 二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。东坡潮湿多雨,西坡干燥多风,故有“康风雅雨”之称。全年分早季和雨季。夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨量特别集中；冬春季节,则受青藏高原寒冷气候影响,多风少雨,气候严寒。 例：用反弯点法计算图1所示刚架，并画出弯矩图。括号内数字为杆件线刚度的相对值。 图1 解：顶层柱反弯点位于柱中点 22h ，底层柱的反弯点位于柱高12 3 h 处，在反弯点处将柱切开，脱离体如图2、图3所示。 F QIF 图2 顶层脱离体 F QAD F QBE F QCF G I F E D 8 17 图3 底层隔离体 （1）求各柱剪力分配系数k k i k k μ=∑ 顶层： 2 0.286223 GD IF μμ== =?+ 3 0.428223 HE μ= =?+ 底层： 3 0.3324 DA FC μμ== =?+ 4 0.4324 EB μ= =?+ （2）计算各柱剪力： 0.2868kN 2.29kN QGD QIF F F ==?= 0.4288kN 3.42kN QHE F =?= 0.325kN 7.5kN QAD QCF F F ==?= 0.425kN 10kN QBE F =?= （3）计算杆端弯矩，以节点E 为例说明杆端弯矩的计算 杆端弯矩： 2 3.3 3.42kN 5.64kN m 22EH QHE h M F m =-? =-?=-?（反弯点位于22 h 处） 1 3.610kN 12kN m 3 3EB QBE h M F m =-? =-? =-?（反弯点位于柱12 3 h 处） 计算梁端弯矩时，先求出节点柱端弯矩之和为： 17.64kN m EH EB M M M =+=-? 按梁刚度分配： 12 17.647.84kN m 27ED M =?=? 15 17.649.8kN m 27 EF M =?=? 图3是刚架弯矩图。 1)实例3—求多个半径下的圆周长 ! z3.f90 --Fortran95 ! FUNCTIONS: ! z3 - Entry point of console application. !************************************************************************* ! PROGRAM: z3 ! PURPOSE: Entry point for the console application. !************************************************************************ program z3 ! 求多个半径下的圆周长 ! 主程序 ! PROGRAM Z3 PRINT *, 'R=',1.2,'C=',C(1.2) PRINT *, 'R=',3.4,'C=',C(3.4) PRINT *, 'R=',15.6,'C=',C(15.6) PRINT *, 'R=',567.3,'C=',C(567.3) END program z3 !子程序 FUNCTION C(R) PI=3.1415926 C=2*PI*R RETURN ! Body of z3 end 2)实例4—键盘与显示器输入/输出 a)Fortran 基本操作 b)程序指令 ! ZXZ_I_O.f90 ! FUNCTIONS: ! ZXZ_I_O - Entry point of console application. ! PROGRAM: ZXZ_I_O ! PURPOSE: Entry point for the console application. !***************输入、输出样式种种************************** program ZXZ_I_O implicit none !变量声明的位置 INTEGER(2) i; INTEGER(4) j; INTEGER(4) m; REAL n INTEGER A,B ! Variables PRINT*,'输入整数A'; READ*, A PRINT*,'输入整数B'; READ*, B B=A+B PRINT*,'B=A+B=',B WRITE(*,*) 'A*B=',A*B PRINT* ,'以上为计算机的计算结果，注意B的值' 《计算结构力学》答案 考点：贵州贵阳市职工中等专业学校奥鹏学号201103894579 姓名：陈瑜 专业层次专升本 一．填空题 1.结构的计算简图应能反映实际结构的主要受力和变形性能，又能使_计算简便__。 2.三个刚片用三个铰两两相连，且_三铰不在一直线上__，构成内部不变且无多余约束的体系。 3.图1所示梁中反力R B=__ P __,反力矩M A=__ Pa __。 4.图2所示刚架K截面上的M K=__ qa2/2__,Q K=___0___。(M以内侧受拉为正) 5.图3所示三铰拱的水平反力H=_P_，截面K的弯矩M K=__P/2_。(M以内侧受拉为正) 6.图4所示桁架的零杆数目为_5__。 7.结构位移计算除了验算结构的刚度外，还为超静定结构受力分析准备。 8.图5(a)所示结构的超静定次数为__5次__。 二．单项选择题 1．图示结构用力矩分配法计算时分配系数为：（D） A B E C D =2 =1 i =1 i =1 i i A . μBA =05 .,μBC =05.,μμBD BE ==0; B . μμBA BC ==415/ , μBD =315/ , μBE =0 ; C . μμBA BC ==413/ , μB D =1 , μB E =0 ; D . μBA =05. , μBC =05. , μBD =1 , μB E =0。 2．下图 为 两 个 自 由 度 振 动 体 系 ，其 自 振 频 率 是 指 质 点 按 下 列 方 式 振 动 时 的 频 率 ：(D ) A ．任 意 振 动 ； B ．沿 x 轴 方 向 振 动 ； C ．沿 y 轴 方 向 振 动 ； D ．按 主 振 型 形 式 振 动 。 三、分析计算题（55分） 1. 用 位 移 法 作 图 示 结 构 M 图 。 E I = 常 数 。 q q l l /2 l /2 l 解： 计算圆周率 REAL R,R1,R2,PI ISEED=RTC() N0=0 N=300000 DO I=1,N R1=RAN(ISEED) R2=RAN(ISEED) R=SQRT(R1*R1+R2*R2) IF(R<1.0)N0=N0+1 END DO PI=4.0*N0/N WRITE(*,*)PI END 一）蒙特卡洛计算生日问题 假设有N个人在一起，各自的生日为365天之一，根据概率理论，与很多人的直觉相反，只需23个人便有大于50％的几率人群中至少有2个人生日相同。 INTEGER M(1:10000), NUMBER1(0:364), NUMBER2 REAL X,Y ISEED=RTC() DO J=1, 10000 NUMBER1=0 X=RAN(ISEED) NUMBER1(0)=INT(365*X+1) JJJ=1 DO I=1,364 Y=RAN(ISEED) NUMBER2=INT(365*Y+1) ETR=COUNT(NUMBER1.EQ.NUMBER2) IF (ETR= =1) THEN EXIT ELSE JJJ=JJJ+1 M(J)=JJJ NUMBER1(I)=NUMBER2 END IF END DO END DO DO I=1,10000 IF(M(I).LE.23) SUM=SUM+1 END DO PRINT *,SUM/10000 END 二）MONTE CARLO SIMULATION OF ONE DIMENSIONAL DIFFUSION 蒙特卡罗计算一维扩散问题 INTEGER X,XX(1:1000,1:1000) REAL XXM(1:1000) ! X:INSTANTANEOUS POSITION OF ATOM ! XX(J,I)：X*X ,J:第几天实验,I:第几步跳跃 ! XXM(I): THE MEAN OF XX WRITE(*,*) "实验天数JMAX，实验次数IMAX" READ(*,*) JMAX,IMAX ISEED=RTC() DO J=1,JMAX !第几天实验 X=0 !!! DO I=1,IMAX !第几步跳跃 RN=RAN(ISEED) IF(RN<0.5)THEN X=X+1 ELSE X=X-1 END IF XX(J,I)=X*X END DO END DO OPEN(1,FILE="C:\DIF1.DAT") DO I=1,IMAX XXM=0.0 XXM(I)=1.0*SUM(XX(1:JMAX,I))/JMAX !! WRITE(1,*) I, XXM(I) END DO CLOSE(1) END 三维的！ 三）通过该程序了解FORTRAN语言如何画图（通过像素画图）USE MSFLIB INTEGER XR，YR !在的区域中画一个圆 PARAMETER XR=400,YR=400 INTEGER R, S(1:XR,1:YR) X0=XR/2 ! 圆心位置X0，YO Y0=YR/2 R=MIN(X0-10,Y0-10) !圆半径 S=0 !像素的初始状态（颜色） DO I=1,XR DO J=1,YR IF((I-X0)**2+(J-Y0)**2<=R**2)S(I,J)=10 IER=SETCOLOR(S(I,J)) IER=SETPIXEL(I,J) END DO END DO END 程序1 PROGRAM chaper1272 INTEGER :: A(10)=(/5,7,4,8,12,2,10,3,9,11/) INTEGER :: sum=0,ave !打开一数据文件,设置一个有格式直接存取文件,将10个数分2个记录写入文件。 !数据文件生成2个记录,每个记录行长度相同,记录长度为25 OPEN(1,FILE='input21.dat',FORM='FORMATTED',ACCESS='D IRECT',RECL=25) WRITE(1,"(5I5)",REC=1)(A(I)+10,I=1,5) !按格式说明将头5个数写入第1个记录 WRITE(1,"(5I5)",REC=2)(A(I)+10,I=6,10)!按格式说明将后5个数写入第2个记录 READ(1,"(5I5)",REC=2)(A(I),I=6,10) !按格式说明从第2个记录中读取后5个数 READ(1,"(5I5)",REC=1)(A(I),I=1,5) !按格式说明从第1个记录中读取头5个数 DO I=1,10 sum=sum+A(I) ENDDO ave=sum/10 !打开一个最大记录长度为22的有格式顺序存取文件 OPEN(2,FILE='input22.dat',FORM='FORMATTED',ACCESS='D IRECT',RECL=22) WRITE(2,"('10个数之和为：',I5)",REC=1) sum !输出1记录行,记录长度为22 WRITE(2,"('10个数平均值为：',I5)",REC=2)ave !输出1记录行,记录长度为22 WRITE(2,"(A)",REC=3) '程序运行正常结束。' !输出一个记录行,记录长度为22 END 程序2 PROGRAM average REAL sum,ave INTEGER n OPEN(1,file='score.dat') PRINT*,'正在统计平均成绩,请等待。' sum=0.0;n=0 DO READ(1,*,END=100) S sum=sum+s n=n+1 ENDDO 100 ave=sum/n 计算结构力学习题库 第1章：绪论 1.1区域型分析法和边界型分析法在对问题的基本方程和边界条件的处理上有何 不同和相同点？试分别举例说明。 1.2里兹法和有限单元法的理论依据、基本未知量的选取、试函数的假设等方面 有何异同点？ 1.3与里兹法相比，有限单元法在解决复杂问题上的适应性更为广泛，你认为主 要的原因在于那些方面？ 第2章：有限单元法 2.1图示为一平面应力状态的三结点直角三角形单元，厚度t，弹性模量E，剪切 模量G=E/[2(1+ν)]，设泊松比ν=0，结点坐标如图。若采用线性位移模式（位移函数），试求出： (1) 形函数矩阵[N]； (2) 应变矩阵[B]； (3) 应力矩阵[S]； (4) 单元刚度矩阵[k]； (5) [k]的每行之和及每列之和，并说明其物理意义。 题2.1图 2.2为使有限单元解收敛于正确解，位移模式应满足那些条件？对于平面四结点 矩形单元，若位移模式取为：u=a1+a2x+a3y+a4x2，v=b1+b2x+b3y+b4y2，试分析该位移模式是否满足这些条件，并说明具体理由。 2.3为使有限单元解收敛于正确解，位移模式应满足那些条件？四结点矩形薄板 单元具有12个自由度，其位移模式取为：w(x,y)= α1+α2x+α3y+α4x2+α5xy +α6y2 +α7x3+α8 x2y+α9 xy2+α10y3+α11x3y+α12xy3，试分析该位移模式是否满足这些条件，并说明具体理由。 2.4形函数有哪些主要性质？试由这些性质直接构造图示六结点矩形单元的形函 数，写出单元中心点P(a/2, b)处的位移用结点位移表示的表达式。 题2.4图 题2.5图 2.5 图示为平面问题的一个三结点三角形单元。 (1) 试问单元刚度矩阵[k ]有哪些主要特性？其依据各是什么？ (2) 附图说明[k ]元素k 52的物理意义。 (3) [k ]的每行之和及每列之和各为何值，其物理意义是什么？ 2.6 图(a)所示的平面连续体结构已划分为两个三角形单元，在图(a)坐标系及图(b)局部编号下，两单元的刚度矩阵左下子块均为： ,0025.00][,75.025.025.075.0][,5.00025.0][,25.0005.0][??? ???=??????=??????=??????=E k E k E k E k ji mm jj ii ?? ????---=??????---=5.025.0025 .0][,25.0025.05.0][E k E k mj mi 。 (1) 附图说明单元(1)的刚度元素k 36的物理意义； (2) 试由上述单元刚度矩阵子块形成结构的总体刚度矩阵； (3) 分别采用手算方法和一种计算机方法引进图中的位移边界条件，写出图示 荷载作用下的最终有限元方程； (4) 假设结点位移v 2、u 3、v 3、u 4均已求得 (作为已知)，试在此基础上求出结 点2和结点4的支座反力。 (a) (b) 题2.6图 2.7 Timoshenko 梁单元与经典梁单元的基本假定、单元挠度及转角的插值方法有何异同点？图示为一个3结点Timoshenko 梁单元（ξ为无量纲坐标，梁长为 对于FORTRAN的初学者。这些例子可作为小练习。 1.例题：计算工资问题。每小时工资为RATE,如果工作超过40小时，加班呢部分工资是正常时间工资的1.5倍。 C Payroll with overtime program payroll real rate, hours, pay read (*,*) rate, hours if (hours>40) then pay=40*rate+(hours-40)*1.5*rate else pay=hours*rate END IF print *,"rate=", rate print *, "hours=", hours print *,"pay=",pay end 2.学生成绩问题。大于80为A级。大于60小于80为B级。小于60为C级。IF的嵌套。注意空格可以看清楚else if ,end if,print的内容. PROGRAM GRADESTUDENT READ *,GRADE IF (GRADE .GE. 80) THEN PRINT *,GRADE,"GRADE=>A" ELSE IF (GRADE.LT.60) THEN PRINT*,GRADE,"GRADE=>C" ELSE PRINT*,GRADE,"GRADE=>B" END IF END IF END 3.三个数按从小到大排序。 PROGRAM MAXMIN REAL A,B,C,T READ *,A,B,C IF (A.GT.B) THEN T=A A=B B=T ELSE END IF IF (B.GT.C) THEN T=B B=C PROGRAM EQUATION READ (*,*) X IF (X .GE. 0.0) Y=3*X+6 IF (X .LT. 0.0) Y=-X**2+2*X-8 PRINT *,"X=",X, "Y=",Y END 6.CONTINUE语句。为了使循环的起止范围清晰，使用终端语句 例：求5！ program ex1 FACT=1 do 10, N=1,5,1 ##DO 语句标号，循环不变量=初值，终值，步长FACT=FACT*N 10continue print*,FACT end 求1！+2！+3！+···+N！ READ *,N FACT=1 一．填空题 1.结构的计算简图应能反映实际结构的主要受力和变形性能，又能使_计算简便__。 2.三个刚片用三个铰两两相连，且_三铰不在一直线上__，构成内部不变且无多余约束的体系。 3.图1所示梁中反力RB=__ P __,反力矩MA=__ Pa __。 4.图2所示刚架K 截面上的MK=__ qa2/2__,QK=___0___。(M 以内侧受拉为正) 5.图3所示三铰拱的水平反力H=_P_____，截面K 的弯矩MK=__P/2____。(M 以内侧受拉为正) 6.图4所示桁架的零杆数目为_5__。 7.图5(a)所示结构的超静定次数为__5次__。 8．图 示 结 构 综 合 结 点 荷 载 列 阵 {}P = [ 24/25,2/,2/2ql ql ql - ]T 。 l/2 l/2 9．图示结构M C 、QC 影响线形状如下图所示，A 处竖标 分别为3 2 a ， 3 2。 a a a - - M Q C C 二．单项选择题 1．图示结构用力矩分配法计算时分配系数为：（D） A B E C D =2 =1 i =1 i =1 i i A . μBA=05.,μBC=05.,μμ BD BE ==0; B . μμ BA BC ==415 /, μBD=315 /, μBE=0; C . μμ BA BC ==413 /, μ BD =1, μ BE =0; D . μBA=05., μBC =05., μ BD =1, μ BE =0。 2．图为两个自由度振动体系，其自振频率是指质点按下列方式振动时的频率：(D) A．任意振动；B．沿x轴方向振动； C．沿y轴方向振动；D．按主振型形式振动。 3.图1所示体系的几何组成为( B ) A.几何不变，无多余约束体系 B.几何不变，有多余约束体系 C.瞬变体系 D.几何可变体系 4.图2所示组合结构中截面K的弯矩MK 为( B )(下侧受拉为正) A. －Pa B. Pa C. －2Pa D. 2Pa 5.图3所示单跨梁，P=1在AB段上移动，截面K的QK影响线为( C ) 6.用单位荷载法求图4所示组合结构A，B两结点相对竖向位移时，其虚设单位荷载应取( B ) 7.图5所示结构用位移法计算时，其基本未知量数目为( C ) A.角位移=3；线位移=3 B.角位移=3；线位移=4 C.角位移=4；线位移=3 D.角位移=4；线位移=4 Programming Guidelines for PARAMESH Software Development(NOTE: This document is heavily based upon the Introduction This document describes the programming guidelines to be used by software developers wishing to contribute software to the PARAMESH, parallel, adaptive mesh refinement software. We welcome people to contribute software and/or bug fixes to the PARAMESH AMR software. Software to be added to PARAMESH can come in 2 forms: ?Improvements to the basic PARAMESH kernal software found in the mpi_source, source and hearders directories. ?Software the addes additional functionality to PARAMESH. This type of software should be added as separate entities within the utilities directory. Complete applications should not be added as part of PARAMESH. PARAMESH is only meant to be a tool which supports parallel adaptive mesh applications and any software which supports this goal will be considered for acceptance into PARAMESH. For instance, a solver for the poisson equation that works with PARAMESH would be acceptable, but an application that solves the equation of gas dynamics would not. The PARAMESH software is slowly being evolved to be consistent with this document. Any new software which is contributed should follow these guidlines. If not, it will be rejected. This document deals mainly with Fortran 90, since most new PARAMESH software will probably be written in that language. [Throughout this document, the term "Fortran" should be understood to mean Fortran 90.] Since we expect C and C++ also to be used, a separate document dealing with them will be developed in the future. In the meantime, this document can serve as a general guideline for developing code to be used with PARAMESH in those programming languages. The guidlines in this document should be adhered to by ANY software which will be released as part of the PARAMESH package of source code. This includes software 'utilities' (stored in the paramesh/utilities directory) which add functionality to PARAMESH for different algorithms. It also should be applied to any new code developed and added to the main source code for PARAMESH in the paramesh/source, paramesh/mpi_source, or paramesh/headers directories. 第2章 静定结构内力计算 §2 – 1 基本概念 2-1-1 支座反力（联系力）计算方法 ●两刚片组成结构（单截面法） 满足两刚片规则的体系，两个刚片之间只有三个联系，可取出一个刚片作隔离体( 如图2-1c 或 如图2-1d )，联系力个数与独立平衡条件个数相等，利用平衡条件： 0x F =∑ 0y F =∑ 0M =∑ 即可计算出两个刚片之间的三个联系力。 ●三刚片组成结构（双截面法） 先求一个铰（或虚铰）的两个联系力。切断两个铰（或虚铰）得到一个隔离体，有两种情况的隔离体。 首先，切断A 、B 铰得到第一个隔离体(如图2-2c)，求B 铰的联系力，对A 铰取矩列平衡方程。 0A M =∑ 然后，切断C 、B 铰得到第二个隔离 体(如图2-2d)，求B 铰的联系力，对C 铰取矩列平衡方程。 0C M =∑ 将上述两个平衡方程联立，即可求出B 铰的联系力。 (d)隔离体 2 图2-1 二刚片隔离体示意图 Bx (c)隔离体 (b)三链杆情况 (a)一链杆一铰情况 图2-2 三刚片隔离体示意图 Ax (c)部分隔离体 (a)三刚片取1-1截面 (d)整体隔离体 (b)三刚片取2-2截面 4结构力学典型例题解析 ●基附型结构（先附后基） 所谓基本部分就是直接与地基构成几何不变体系的部分；而不能与地基直接构成几何不变体系的部分称为附属部分，这类型结构称为基附型结构。 由于基本部分除了具备和地基构成几何不变所需要的联系外，还与附属部分有联系，若先取基本部分作隔离体，未知力的个数将很多。而附属部分的联系就比较少，因此，先选取附属部分作为隔离体进行求解，最后求解基本部分。 对于基附结构求解顺序是：先附后基。 2-1-2 快速弯矩图方法 ●利用微分关系 （1）无外荷载的直杆段，剪力为常数，弯矩图为直线； （2）无外荷载的直杆段，若剪力为零，则弯矩图为常数； （3）铰（或自由端）附近无外力偶作用时，铰（或自由端）附近弯矩为零； 有外力偶作用时，铰（或自由端）附近弯矩等于外力偶； （4）直杆段上有荷载时，弯矩图的凸向与荷载方向一致； （5）直杆段上仅有集中力偶作用时，剪力不变，弯矩图有突变但斜率相同。 ●悬臂梁法作弯矩图 一端自由的直杆件，当将刚结点当作固定端时，如果得到悬臂梁，那么该杆件可以当作悬臂梁作弯矩图。将这种作弯矩图的方法称为悬臂梁法。 ●简支梁法（区段叠加法）作弯矩图 从结构中任意取出的一个直杆段，若直杆段两端的弯矩已知，将两端弯矩当作外荷载（力偶），可以将该直杆段及其上作用的荷载一起放到简支梁上，得到一个简支梁，该直杆段可以按照简支梁方法作弯矩图。将这种作弯矩图的方法称为简支梁法。 ●利用刚结点力矩平衡 取刚结点作隔离体，利用力矩平衡条件可得到如下结论： （1）当刚结点连接两个杆件，无外力偶作用时，两个杆端弯矩一定等值同侧。 （2）连接刚结点的杆件只有一个杆端弯矩未知时，利用力矩平衡条件可以求出。 ●几种结点的内力特点 （1）铰结点传递剪力但不传递弯矩； （2）与杆轴线一致的定向结点传递弯矩但不传递剪力； （3）与杆轴线垂直的定向结点传递弯矩但不传递轴力； （4）与杆轴线一致的链杆结点传递轴力，但不传递弯矩和剪力； （5）与杆轴线垂直的链杆结点传递剪力，但不传递弯矩和轴力。 2-1-3 桁架特殊内力的计算 ●桁架零杆判断 如图2-3所示的两种杆件轴力为零的情况（可利用平衡条件证明）。 1.用连续梁程序计算连续梁的内力，作弯矩图. 输入数据： 3 4 2 2 20 4 20 4 20 4 20 60 2 60 3 -12 0 1 2 -30 2 3 1 输出结果： *************连续梁内力计算***************** 单元数= 3 支承类型= 4 节点荷载个数= 2 非节点荷载个数= 2弹性模量= 20.0000 杆长,惯性矩GC(NE),GX(NE) 4.000 20.000 4.000 20.000 4.000 20.000 节点荷载大小,对应未知数序号PJ(I,1),PJ(I,2) 60.000 2.000 60.000 3.000 非结点荷载值,距离,单元号,荷载类型号 -12.000 .000 1.000 2.000 -30.000 2.000 3.000 1.000 ：：：：：：：：：位移：；：：：：：：：： 结点号= 1 .0000 结点号= 2 .0692 结点号= 3 .0233 结点号= 4 .0000 .................各单元杆端内力.................... 单元号= 1 左端弯矩= 13.833 右端弯矩= 27.667 单元号= 2 左端弯矩= 32.333 右端弯矩= 23.167 单元号= 3 左端弯矩= 36.833 右端弯矩= -7.833 ====================== 计算结束==================== 弯矩图： 2.用连续梁程序计算连续梁的内力，作弯矩图. 22.62 输入数据： 4 2 1 4 20 3 20 3 20 3 20 3 20 30 4 -20 3 1 2 40 1. 5 2 1 -40 1.5 3 1 -20 3 4 2 输出结果: *************连续梁内力计算***************** 单元数= 4 支承类型= 2 节点荷载个数= 1 非节点荷载个数= 4弹性模量= 20.0000 杆长,惯性矩 GC(NE),GX(NE) 3.000 20.000 3.000 20.000 3.000 20.000 3.000 20.000 节点荷载大小,对应未知数序号 PJ(I,1),PJ(I,2) 30.000 4.000 非结点荷载值,距离,单元号,荷载类型号 -20.000 3.000 1.000 2.000 40.000 1.500 2.000 1.000 -40.000 1.500 3.000 1.000 C ************************************************ C * FINITE ELEMENT PROGRAM * C * FOR Two DIMENSIONAL ELASticity PROBLEM * C * WITH 4 NODE * C ************************************************ PROGRAM ELASTICITY character*32 dat,cch DIMENSION SK(80000),COOR(2,300),AE(4,11),MEL(5,200), & WG(4),JR(2,300),MA(600),R(600),iew(30),STRE(3,200) COMMON /CMN1/ NP,NE,NM,NR COMMON /CMN2/ N,MX,NH COMMON /CMN3/ RF(8),SKE(8,8),NN(8) WRITE(*,*)'PLEASE ENTER INPUT FILE NAME' READ(*,'(A)')DAT OPEN(4,FILE=dat,STATUS='OLD') OPEN(7,FILE='OUT',STATUS='UNKNOWN') READ(4,*)NP,NE,NM,NR WRITE(7,'(A,I6)')'NUMBER OF NODE---------------------NP=',np WRITE(7,'(A,I6)')'NUMBER OF ELEMENT------------------NE=',ne WRITE(7,'(A,I6)')'NUMBER OF MATERIAL-----------------NM=',nm WRITE(7,'(A,I6)')'NUMBER OF surporting---------------NC=',Nr CALL INPUT (JR,COOR,AE,MEL)隧道设计衬砌计算实例讲解(结构力学方法)
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