1、結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器使用教程,土木工程系力學(xué)課題組制作,目錄,1.軟件簡介,結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器（Structural Mechanics Solver，簡稱SM Solver）是一個面向教師、學(xué)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(xué)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。,1.軟件簡介,在該網(wǎng)站可以下載軟件共享版！,1.軟件簡介,觀覽器,命令編輯器,2.力學(xué)相關(guān)知識介紹, 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。,2.力

2、學(xué)相關(guān)知識介紹,N, Nn, x, y Nn，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,2.力學(xué)相關(guān)知識介紹, 單元：連接結(jié)點的桿件。,2.力學(xué)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

3、=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。,2.力學(xué)相關(guān)知識介紹, 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。,2.力學(xué)相關(guān)知識介紹, 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

4、； Stype=5，斜向； Sdir，支座方向，僅當(dāng)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。,2.力學(xué)相關(guān)知識介紹, 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。,2.力學(xué)相關(guān)知識介紹, 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(

5、-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?。?當(dāng)Ltype=1, -1, 2, -2, 3, -3, 4, -4時，輸入Lsize1； 當(dāng)Ltype=5, -5, 6, -6時，輸入Lsize1及Lsize2； Lsize1，荷載起點的大?。?Lsize2，荷載終點的大?。?Lpos1，荷載起點至單元桿端1的距離與桿長的比值，缺省值=0； Lp

6、os2，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(dāng)Ltype=1,3,5或-1,-3,-5時輸入，缺省值=0。,2.力學(xué)相關(guān)知識介紹, 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。,2.力學(xué)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

7、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(dāng)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。, 單元材料性質(zhì),2.力學(xué)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, 單元材料性質(zhì),2.力學(xué)相關(guān)知識介紹,計算桿件彎曲變形時使用,yc=ycq+ycm=, 單元材料性質(zhì),2.力學(xué)相關(guān)知識介紹,計算桿件極限荷載時使用, 結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟,3.力學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟,3.力學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)

8、或桿件的內(nèi)力計算步驟,3.力學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟,3.力學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟,3.力學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟,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。,3.力學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)或桿件的內(nèi)力計算步驟,彎矩圖,3.力學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟,3.力學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟,3.力學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟,3.力學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟,3.力

9、學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟,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。,3.力學(xué)求解器建模步驟, 結(jié)構(gòu)或桿件的位移計算步驟,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,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。,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