有限單元法作為一種最基本的結(jié)構(gòu)分析數(shù)值計(jì)算方法,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)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(jì)算的重要前提,在很大程度上決定著模型的計(jì)算精度。當(dāng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格單元滿足收斂性要求時(shí),模型的有限元近似解將逼近于精確解。為了保證模型的計(jì)算精度以及降低計(jì)算時(shí)間成本,本文在結(jié)合VB可視化功能和Fortran數(shù)值計(jì)算能力的結(jié)構(gòu)分析軟件SASS的基礎(chǔ)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(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化,在保證網(wǎng)格整體單元數(shù)目不變的基礎(chǔ)上提高了裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算精度。本文利用該方法對含有缺陷孔與裂紋的平面板進(jìn)行了數(shù)值分析,計(jì)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(fù)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(dòng)力荷載對結(jié)構(gòu)的破壞遠(yuǎn)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(chǔ)上編制了動(dòng)力計(jì)算模塊,采用Newmark法計(jì)算二維平面隧道在沖擊荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng),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(jì)算結(jié)果對于一些復(fù)雜的工程實(shí)際模型具有一定的參考價(jià)值,同時(shí)也為理論研究提供了一個(gè)有效的依據(jù)。
【學(xué)位單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jì)算模塊數(shù)值計(jì)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(shí)可以選擇力學(xué)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(yīng)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(yīng)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(yīng)文件。計(jì)算結(jié)果顯示分為靜力和動(dòng)力兩部分。3.4.1 靜力計(jì)算的后處理模塊對于靜力計(jì)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(yīng)力云圖、y 方向應(yīng)力云圖、切應(yīng)力云圖、第一主應(yīng)力云圖以及第二主應(yīng)力云圖在內(nèi)的

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文的改進(jìn)圖時(shí)，假設(shè)第 i 個(gè)節(jié)點(diǎn)的直角坐標(biāo)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(dāng) ix和 iy遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于格柵略，若仍然采用各節(jié)點(diǎn)的真實(shí)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(diǎn)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原始圖形的尺寸。由于各節(jié)點(diǎn)的位始圖幾乎重合。

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本文編號：2812658