有限單元法作為一種最基本的結(jié)構(gòu)分析數(shù)值計算方法,目前已經(jīng)廣泛應用于各行各業(yè),網(wǎng)格生成的合理性和插值函數(shù)的選擇是有限元分析和計算的重要前提,在很大程度上決定著模型的計算精度。當結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格單元滿足收斂性要求時,模型的有限元近似解將逼近于精確解。為了保證模型的計算精度以及降低計算時間成本,本文在結(jié)合VB可視化功能和Fortran數(shù)值計算能力的結(jié)構(gòu)分析軟件SASS的基礎上,針對不同類型的大單元提出了不同的網(wǎng)格生成方法。對于八節(jié)點曲邊單元,給出一種適用于編程的平面曲邊多邊形凹凸性判斷的方法,在對曲邊線性判斷后采用節(jié)點連接法和位移法相結(jié)合的位移向量法生成有限單元網(wǎng)格;對于裂紋邊單元,采用變比例劃分模式,將靠近裂尖的網(wǎng)格進行進一步細化,在保證網(wǎng)格整體單元數(shù)目不變的基礎上提高了裂紋尖端應力強度因子的計算精度。本文利用該方法對含有缺陷孔與裂紋的平面板進行了數(shù)值分析,計算結(jié)果表明使用該方法求得的有限元數(shù)值解非常逼近于理論解。對于不具有有效理論解的復雜問題,通過本程序求得的數(shù)值解仍具有一定的參考意義。在結(jié)構(gòu)分析中,動力荷載對結(jié)構(gòu)的破壞遠大于靜荷載,例如地震、梁橋碰撞等引起的結(jié)構(gòu)破壞。本文在SASS結(jié)構(gòu)分析軟件的基礎上編制了動力計算模塊,采用Newmark法計算二維平面隧道在沖擊荷載作用下的動力響應,結(jié)果表明本文所用的自編的結(jié)構(gòu)分析軟件在算法上是可靠地,其數(shù)值計算結(jié)果對于一些復雜的工程實際模型具有一定的參考價值,同時也為理論研究提供了一個有效的依據(jù)。
【學位單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP311.52
【部分圖文】：

第 3 章 結(jié)構(gòu)分析軟件系統(tǒng) SASS 功能簡介3.3 SASS 數(shù)值計算模塊數(shù)值計算模塊包括邊界條件的選擇、初值條件確定、材料特性輸入以及荷載工況的確定等。邊界條件分為約束條件和荷載工況兩部分，其中約束條件分為剛性約束和彈性約束，在施加約束時可以選擇力學約束模式或者工程約束模式，見圖 3-2。

圖 3-3 界面特性選擇界面圖3.4 SASS 后處理模塊SASS 后處理模塊包括文件的讀取、數(shù)據(jù)反調(diào)和結(jié)果顯示三部分。對于已經(jīng)生成的有限元模型，其基本數(shù)據(jù)將以*.dat 的文件形式保存在對應的目錄中，用戶可通過下方輔助菜單中的“讀取文件”按鈕來選擇數(shù)據(jù)文件，系統(tǒng)會根據(jù)文件名將相應的有限元模型顯示在上方主屏幕中；對于新生成的數(shù)據(jù)，可用下方輔助菜單中“保存文件”按鈕來生成相應文件。計算結(jié)果顯示分為靜力和動力兩部分。3.4.1 靜力計算的后處理模塊對于靜力計算，其后處理包括生成有限元結(jié)構(gòu)位移變形圖和 x 方向應力云圖、y 方向應力云圖、切應力云圖、第一主應力云圖以及第二主應力云圖在內(nèi)的

浙江工業(yè)大學碩士學位論文的改進圖時，假設第 i 個節(jié)點的直角坐標為 Ai(xi位移分解成沿 x 方向和 y 方向的分位移 ix和為（x1+ ix,y1+ iy）。當 ix和 iy遠遠小于格柵略，若仍然采用各節(jié)點的真實位移值來繪制位移變形圖與原始圖形無法清晰的區(qū)分，在的位移變形效果。如圖 3-4 所示，一塊中間平向左的力，在力的作用下該板上的節(jié)點在遠遠小于原始圖形的尺寸。由于各節(jié)點的位始圖幾乎重合。

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本文編號：2812658