MATLAB杆系结构分析PDF电子书下载

前言 1

第一章 静定结构内力和位移计算程序 1

第一节 概述 1

第二节 静定结构数值化 1

一、单元划分及单元与结点编号 2

二、结构坐标系与单元坐标系 2

三、荷载及内力的有关规定 2

四、数组设置及单元长度和位向计算 4

第三节 静定刚架内力的渐进计算 8

一、计算方法 8

二、约束反力 9

三、单元杆端内力 12

第四节 静定刚架内力的联立计算 21

一、计算方法 22

二、结点平衡方程 22

三、结点内力约束条件 25

四、单元坐标系中单元杆端内力的提取与计算 27

五、联立法主函数SSI 28

第五节 静定桁架和组合结构内力的联立计算 30

一、静定桁架 31

二、组合结构 31

三、函数SSI输入参数说明 32

四、算例 33

第六节 静定刚架内力图绘制 35

一、单元计算截面位置向量 35

二、单元计算截面内力向量 35

三、单元截面内力绘图数据的矩阵变换 36

四、静定刚架内力图绘制方法和函数 38

第七节 三铰拱内力计算及内力图绘制 46

一、三铰拱数值化 46

二、结点坐标系中单元杆端内力计算 48

三、三铰拱内力图绘制 50

四、算例 53

第八节 静定结构位移计算 55

一、荷载引起的位移计算公式 55

二、单元位移计算公式和计算函数 56

三、算例 58

习题 59

第二章 平面刚架矩阵位移法及静力分析程序 63

第一节 概述 63

第二节 结点位移及结点位移码 63

一、结点位移及重结点编号 63

二、结点位移码 64

三、单元杆端位移及单元定位向量 65

第三节 主函数构成及基础数据 66

一、主程序PFM1的构成 66

二、基础数据文件及数据格式 67

三、基础数据文件读取函数 69

第四节 结点荷载作用下平面刚架的基本体系 74

第五节 单元坐标系中的单元刚度矩阵 76

一、轴向物理方程 76

二、弯曲物理方程 77

三、单元刚度方程和单元刚度矩阵 77

四、单元刚度矩阵计算函数 78

第六节 结构坐标系中的单元刚度矩阵 79

第七节 结构刚度矩阵集成 80

一、结构刚度方程和结构刚度矩阵 80

二、按单元定位向量集成结构刚度矩阵 82

三、结构刚度矩阵集成方法与集成函数 83

第八节 平面刚架基本方程与结点荷载集成 87

一、平面刚架基本方程 87

二、结点荷载集成方法及集成函数 88

第九节 单元等效结点荷载计算与集成 89

一、单元等效结点荷载 89

二、按单元定位向量集成结构等效结点荷载 95

三、结构综合结点荷载列阵计算与集成函数 95

第十节 结构坐标系中结点位移计算 97

第十一节 单元坐标系中单元杆端位移和内力计算 99

一、单元杆端位移计算函数 99

二、单元杆端内力计算函数 100

三、单元杆端位移和内力输出函数 101

第十二节 单元截面内力和位移计算 104

一、单元计算截面位置向量 104

二、单元计算截面内力向量 106

三、单元计算截面位移向量 111

第十三节 单元及结构内力图和位移图绘制 117

第十四节 主函数PFM1的应用 127

一、支座位移 127

二、温度作用 129

习题 132

第三章 平面刚架静力分析程序的改进 134

第一节 概述 134

第二节 主函数构成及基础数据 134

一、主函数PFM2的构成 134

二、基础数据文件及数据格式 136

三、基础数据文件读取函数 140

第三节 结点连接码与结点位移自动编码 153

一、结点连接码 153

二、结点位移自动编码 155

第四节 带刚臂单元的坐标变换 159

一、刚臂的描述 159

二、弹性坐标系与其他坐标系的坐标变换 159

第五节 考虑剪切变形影响的单元刚度矩阵 164

一、弹性坐标系中的单元刚度矩阵 164

二、结构坐标系中的单元刚度矩阵 167

第六节 支座的描述及支座坐标变换 167

一、斜支座及支座坐标系 167

二、支座约束三元组 168

三、支座坐标系中的单元刚度矩阵 170

四、支座坐标系与结构坐标系间的坐标变换函数 171

第七节 结构刚度矩阵的一维变带宽存储及分解 172

一、结构刚度矩阵的一维变带宽存储 172

二、一维变带宽存储结构刚度矩阵的集成 176

三、一维变带宽存储结构刚度矩阵的分解 179

四、结构刚度矩阵集成与分解函数 183

第八节 考虑剪切变形的单元等效结点荷载计算与集成 184

一、考虑剪切变形的单元等效结点荷载 184

二、支座坐标系中的单元等效结点荷载 188

三、结构荷载列阵计算与集成函数 189

第九节 多工况计算 190

第十节 基本方程求解 190

一、基本方程回代求解 190

二、结点位移计算函数 193

第十一节 单元弹性段杆端位移和内力计算 194

一、单元弹性段杆端位移计算函数 194

二、单元弹性段杆端内力计算函数 195

三、单元弹性段杆端位移和内力输出函数 196

第十二节 单元截面内力和位移计算 197

一、单元指定计算截面内力计算 197

二、链杆单元截面位移计算 200

第十三节 支座反力计算 202

第十四节 单元及结构内力图和位移图绘制 204

一、含单元刚臂的结构几何简图绘制 205

二、单元及结构内力和位移图绘制函数 205

第十五节 主函数PFM2的应用 213

一、不带刚臂或带刚臂的结构 213

二、含斜支座的结构 221

三、含弹性支座的结构 223

四、桁架结构 225

五、组合结构 228

习题 231

第四章 空间刚架静力分析及程序设计 234

第一节 概述 234

第二节 带刚臂单元的坐标变换 234

一、四种空间坐标系 234

二、结点位移、杆端位移和杆端内力的描述 236

三、杆端位移的坐标变换 237

四、杆端内力的坐标变换 243

五、坐标变换矩阵计算函数 244

第三节 考虑剪切变形的单元刚度矩阵 246

一、主惯性坐标系中的单元刚度矩阵 246

二、结构坐标系中的单元刚度矩阵 249

第四节 空间支座的描述及支座坐标变换 250

一、正向支座 250

二、斜支座与支座坐标系 253

第五节 考虑剪切变形的单元等效结点荷载 259

第六节 空间刚架内力图和位移图绘制 263

一、绘制空间刚架几何简图 263

二、结构内力图和位移图的绘制方法和绘图函数 266

第七节 主函数SFM及其应用 281

一、基础数据文件及数据格式 281

二、主函数SFM及其调用函数 283

三、函数SFM的应用 300

习题 319

第五章 刚架动力特性分析及程序设计 321

第一节 概述 321

第二节 离散结构的运动方程 322

一、单元刚度方程 322

二、单元等效结点荷载 323

三、结构运动方程 325

第三节 单元质量矩阵 326

一、一致质量矩阵 326

二、集中质量矩阵 331

第四节 广义特征值问题及其基本性质 332

一、广义特征值问题基本方程 332

二、特征值问题的基本性质 333

第五节 广义特征值问题的计算方法 334

一、逆迭代法 334

二、广义雅可比法 338

三、子空间迭代法 345

第六节 平面刚架动力特性计算程序 351

一、基础数据文件及数据格式 351

二、主函数PFVM及其调用函数 353

三、PFVM函数的应用 371

习题 384

主要参考文献 385