有限元程序SOLID2D分析.doc

武汉理工大学《计算力学》课程设计说明书 PAGE 2 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 工程力学 指导教师： 工作单位： 理 学 院 题 目: 有限元程序feappv之xxx模块代码分析 初始条件： 提供有限元分析程序feappv之XXX的源代码。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 一、工作量：1周 二、具体要求：分析所提供的程序，从而给出程序的设计思路、数据结构、数据流以及程序框图；给出相应的理论描述；编写并提交课程设计报告。 三、课程设计报告要求：A、课程设计内容的简要描述；B、课程设计思路的描述；C、程序的理论基础；D、程序设计思路、框图、数据结构、数据流；E讨论（含存在的问题、希望进一步开展的工作，需要完善之处，心得体会等）。 时间安排： 第1周。 指导教师签名： 2012 年 6月 12 日 系主任（或责任教师）签名： 2012 年 6月 12 日 有限元程序SOLID2D分析 1 课程设计分析 1.1 课程设计的目的 课程设计是在学过相关知识的情况下为了对该知识有更好的理解和掌握所进行的一种设计。它的目的在于使学生灵活运用所学的知识解决特定的实际问题，学会综合运用各种知识来理解和掌握该科目的实际运用方法。 此次《计算力学》课程设计的目的是： 培养学生的自我独立思考能力，进一步加深学生对《计算力学》知识的理解； 提高学生综合运用知识的能力，学会用多方面的知识解决问题； 学会对实际问题有较正确的理解，然后从更好的方向解决问题； 对学生程序的读写能力的培养； 培养学生查阅资料的好习惯，使课程设计更加完善。 1.2 SOLID2D 课程设计的分析 1.2.1 SOLID2D 单元介绍 SOLID2D 是一个从三维单元退化而成的二维实体单元（类似板、壳单元），可以解决线性平面问题及轴对称问题。它是具有四个或八个结点的分析线性问题的单元，在热、电、力研究方面都具有良好的运用能力。 1.2.2 程序目的 该程序分为（1），（2）两个部分，在这里仅对第（2）部分的目的进行描述。 计算刚度比例瑞利阻尼余量； 计算平面与轴对称单元余量； 计算增强位移模式； 计算平面与轴对称弹性单元的应力应变，瑞利阻尼等； 计算平面/轴对称FEAPpv单元增强应力。 1.2.3 程序中所运用的相关知识 概念性知识：应力、应变、瑞利阻尼、加速度、矩阵、惯性、位移模式、刚度、高斯积分、形函数、应力发散、权、雅克比行列式、切线模量、收敛性、耦合、余量等等。 计算性知识：矩阵的行循环，列循环、矩阵的转置、应力，应变的计算、矩阵的乘积、计算高斯积分点和权、局部迭代、验证收敛性、消除增强模式等等。 2 程序流程图 2.1 刚度比例瑞利阻尼余量的流程图 结束由于阻尼原因修正应力3个应变量（厚度/圈）赋初值定义数据类型调用函数开始 结束 由于阻尼原因修正应力 3个应变量（厚度/圈） 赋初值 定义数据类型 调用函数 开始 2.1.1 由于阻尼原因修正应力流程图 1=i1=j 1=i 1=j sig(i) = sig(i) + dd(i,j)*eps(j) sig(i) = sig(i) + dd(i,j)*eps(j) 1+i=i 1+i=i  i4?N i4? Y 1+j=j 1+j=j j4? j4? N Y end end 2.2 平面与轴对称余量程序流程图 开始 开始 调用函数 定义数据类型类型 计算应力矢量发散性(P) 计算应力矢量发散性(P) 为元素存储时间历史点数据 为元素存储时间历史点数据 计算加速度 计算加速度 瑞利质量阻尼：计算速度 瑞利质量阻尼：计算速度 行循环 行循环 计算重力，热，惯性和应力贡献 计算重力，热，惯性和应力贡献 结束 结束 2.2.1 计算应力矢量发散性（P）流程图