计算力学课程设计摘要

计算力学课程设计说明书

班级 姓名 学号

日期2015年12月25日

计算力学课程设计

桁架的有限元计算方法

引言

有限元分析是求取复杂微分方程近似解的一种非常有效的工具，是现代数字化科技的一种重要的基础性原理。将它应用于工程技术中，可成为工程设计和分析的可靠工具。而在桁架结构中，运用有限元的方法，通过现代有限元分析软件如MATLAB，ANSYS等可轻易的求得各个杆件的内力等。例如下图的桁架结构，运用有限元法可十分清晰的了解各杆件的受力状况。

1

基本力学模型

如下图1所示

图1

2 有限元计算原理

首先，明确Matlab程序要实现的5个重要模块分别为：单元刚度矩阵的求解、单元组装、节点位移的求解、单元应力的求解、节点力的求解。下面给出这5个模块的实现。

（1）单元刚度矩阵求解

定义函数Bar2D2Node_Stiffness，该函数计算单元的刚度矩阵，输入弹性模量E，横截面积A，两个节点坐标输出单元刚度矩阵k(4X4)。具体代码如下： function k=Bar2D2Node_Stiffness(E,A,x1,y1,x2,y2) L=sqrt((x2-x1)*(x2-x1)+(y2-y1)*(y2-y1)); x=acos

题目：编制一个能够计算任意形状的平面桁

架（线弹性）的有限元程序

一、基本思想

1、先建立一个平面桁架的力学模型，再把结构整体拆开，分解成若干个单元（在杆件结构中就把每个杆件取作一个单元，基础数据有：结点坐标、结点编号、单元编号、单元的节点号、单元的属性、节点荷载、节点自由度）。

2、单元分析：采用刚度影响系数建立单元节点的平衡方程（即单元刚度方程）。

3、整体分析：把所有单元的刚度方程组合成整体的刚度方程，这是一组以节点物理量为未知量的线性方程组，引入边界条件求解该方程组。

4、计算位移和内力

二、程序实现

整个程序的流程：

1、主程序

%整个执行过程（总控）process.m clear;

InFileName=input('请输入基础数据文件名(默认为：model data.txt）：','s'); ifisempty(InFileName)

InFileName='model data.txt'; end

[ Joint,Elem,fidout ] = Struss_ReadData(InFileName ); fori=1:length(Elem.Def(:,1))

[Len(i),Orient(i,:)]=LCS(Elem.Def(i,:),Joint.Co

题目：编制一个能够计算任意形状的平面桁

架（线弹性）的有限元程序

一、基本思想

1、先建立一个平面桁架的力学模型，再把结构整体拆开，分解成若干个单元（在杆件结构中就把每个杆件取作一个单元，基础数据有：结点坐标、结点编号、单元编号、单元的节点号、单元的属性、节点荷载、节点自由度）。

2、单元分析：采用刚度影响系数建立单元节点的平衡方程（即单元刚度方程）。

3、整体分析：把所有单元的刚度方程组合成整体的刚度方程，这是一组以节点物理量为未知量的线性方程组，引入边界条件求解该方程组。

4、计算位移和内力

二、程序实现

整个程序的流程：

1、主程序

%整个执行过程（总控）process.m clear;

InFileName=input('请输入基础数据文件名(默认为：model data.txt）：','s'); ifisempty(InFileName)

InFileName='model data.txt'; end

[ Joint,Elem,fidout ] = Struss_ReadData(InFileName ); fori=1:length(Elem.Def(:,1))

[Len(i),Orient(i,:)]=LCS(Elem.Def(i,:),Joint.Co

结构力学课程设计

一、 课程设计题目 一）矩阵方程

1. 利用全选主元的高斯约当（Gauss-Joadan）消去法求解如下方程组，并给出详细的程序注解和说明：

?5765?71087??68109??57910??12341??x1??24??x??34?2?2?????????3???x3???35? ?4??x4??36??????5???15???x5???2. 利用追赶法求解如下方程组，并给出详细的程序注解和说明。

?1312??x1??3??11109??x??0?2???????????876???x3????2? ??????543???x4??6??21?????8???x5???3. 利用全选主元的高斯约当（Gauss-Joadan）消去法如下求解大型稀疏矩阵的大型方程

组，并给出详细注解及说明。

?0?0??0??3?0??1?0???0二） 结构力学

0-160000400006001002000-10000-20-30-100000002015000-600??x1??4??x??6?0???2???-4??x3???8??????0??x4???2??????? 0??x5??27??2??x6???9?????0??

材料力学课程设计

汽车工程学院 420505班

一材料力学课程设计的目的

1．使学生的材料力学知识系统化，完整化。

2．在系统复习的基础上，运用材料力学的知识解决工程中的实际问题。

3．由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学的知识和专业需要结合起来。

4．综合了以前所学的各门课程的知识，是相关学科的知识有机的结合起来。

5．初步了解和掌握工程实际中的设计思想和设计方法。

6．为后续课程的教学打下基础。

二材料力学课程设计的要求

1．设计计算说明书的要求

设计说明书是该题目的设计思想，设计方法和设计结果的说明，要求书写工整，语言简练，条理清晰，明确，表达完整。

具体内容如下：

〈1〉设计题目的已知条件，所求及零件图。

〈2〉画出构件的受力简图，按比例标明尺寸，载荷及支座等。

〈3〉静不定要画出所选择的基本静定系统及与之相关的全

部求解过程。

〈4〉画出全部内力图，并标明可能的各危险截面。

〈5〉危险截面上各种应力的分布规律图及由此而判定各危险点处的应力状态图。

〈6〉各危险点的主应力大小及主平面位置。

〈7〉选择强度理论并建立强度条件。

〈8〉列出全部计算过程的理论根据，公式的推导过程以及必要的说明。

〈9〉对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位力

材料力学课程设计

设计题目： 传动轴的静强度、变形

及疲劳强度的计算

学院班级： 汽车学院发动机12班 姓名学号： 王富强（168） 42101203

指导教师: 李峰

目 录

1．材料力学课程设计的目的…………………………..................3

2．材料力学课程设计的任务和要求……………………………..3

3．材料力学课程设计的题目……………………………………..3

3－1 设计题目 …………………………………………………3 3—2传动轴的零件图 ..............................................……………4 3—3设计数据 ........................................................……………4

4.材料力学课程设计的具

材料力学课程设计

设计题目： 传动轴的静强度、变形

及疲劳强度的计算

学院班级： 汽车学院发动机12班 姓名学号： 王富强（168） 42101203

指导教师: 李峰

目 录

1．材料力学课程设计的目的…………………………..................3

2．材料力学课程设计的任务和要求……………………………..3

3．材料力学课程设计的题目……………………………………..3

3－1 设计题目 …………………………………………………3 3—2传动轴的零件图 ..............................................……………4 3—3设计数据 ........................................................……………4

4.材料力学课程设计的具

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基础工程课程设计任务书

一、教学要求

根据本课程教学大纲的要求，学生应通过本设计掌握天然地基上的浅基础设计的原理与方法，培养学生的分析问题、实际运算和绘制施工图的能力，以巩固和加强对基础设计原理的理解。

二、设计任务

设计某办公楼的基础，根据上部结构及地基条件用柱下独立基础。

三、设计要求

设计依据《建筑地基基础设计规》（GB50007-2002）和《混凝土结构设计规》（GB50010-2002）。

四. 设计资料

1、上部结构资料：

上部结构为四层框架，层高m 2.3，框架、主梁、次梁、柱为现浇整体，主梁28030cm ?，次梁26025cm ?,楼板厚cm 10,柱截面25040cm ?,室外高差m 3.0。

2、下部地基资料：

该建筑位于非地震区,不考虑地震影响。建筑场地地质情况复杂，地质由杂填土、亚粘土、淤泥质亚粘土及细粉砂组成（表1）。各层地基土的物理力学指标见下表。

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基础工程课程设计任务书

一、教学要求

根据本课程教学大纲的要求，学生应通过本设计掌握天然地基上的浅基础设计的原理与方法，培养学生的分析问题、实际运算和绘制施工图的能力，以巩固和加强对基础设计原理的理解。

二、设计任务

设计某办公楼的基础，根据上部结构及地基条件用柱下独立基础。

三、设计要求

设计依据《建筑地基基础设计规》（GB50007-2002）和《混凝土结构设计规》（GB50010-2002）。

四. 设计资料

1、上部结构资料：

上部结构为四层框架，层高m 2.3，框架、主梁、次梁、柱为现浇整体，主梁28030cm ?，次梁26025cm ?,楼板厚cm 10,柱截面25040cm ?,室外高差m 3.0。

2、下部地基资料：

该建筑位于非地震区,不考虑地震影响。建筑场地地质情况复杂，地质由杂填土、亚粘土、淤泥质亚粘土及细粉砂组成（表1）。各层地基土的物理力学指标见下表。

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土木建筑工程学院

土木工程专业（道路桥梁方向）

《路基路面工程》课程设计计算书

姓 名： 年 级： 班 级： 学 号：

[题目]：重力式挡土墙设计

[设计资料]：

1、工程概况

拟建南宁机场高速公路（城市道路段）K2+770右侧有一清朝房子，由于该路段填土较高，若按1：1.5的边坡坡率放坡，则路基坡脚侵入房子范围。现为了保留房子，要求在该路段的恰当位置设挡土墙。为使房子周围保持车辆交通，要求墙脚边距离房子的距离大约为4m。提示：路肩350cm内不布置车辆，慢车道650cm开始布置车辆荷载（550kN）。

2、路中线与房子的平面位置关系、路线纵断面、路基标准横断面如下图：

房子道路中线图1 道路和房子平面示意图

1.5%1.5%1:1.5 路基标准横断面(单位:cm)图2 路基标准横断面图（半幅，单位:cm）

2

112.85K2+400117.85K2+900-0.75%1.0%R=13500T=?E=?

图3 道路纵断面图 道路纵面图

106.503.7m粘土Q承载力标准值f=1