基于SASS结构分析软件的平面网格生成及动力响应分析

发布时间：2020-09-04 22:16

　　 有限单元法作为一种最基本的结构分析数值计算方法,目前已经广泛应用于各行各业,网格生成的合理性和插值函数的选择是有限元分析和计算的重要前提,在很大程度上决定着模型的计算精度。当结构的网格单元满足收敛性要求时,模型的有限元近似解将逼近于精确解。为了保证模型的计算精度以及降低计算时间成本,本文在结合VB可视化功能和Fortran数值计算能力的结构分析软件SASS的基础上,针对不同类型的大单元提出了不同的网格生成方法。对于八节点曲边单元,给出一种适用于编程的平面曲边多边形凹凸性判断的方法,在对曲边线性判断后采用节点连接法和位移法相结合的位移向量法生成有限单元网格;对于裂纹边单元,采用变比例划分模式,将靠近裂尖的网格进行进一步细化,在保证网格整体单元数目不变的基础上提高了裂纹尖端应力强度因子的计算精度。本文利用该方法对含有缺陷孔与裂纹的平面板进行了数值分析,计算结果表明使用该方法求得的有限元数值解非常逼近于理论解。对于不具有有效理论解的复杂问题,通过本程序求得的数值解仍具有一定的参考意义。在结构分析中,动力荷载对结构的破坏远大于静荷载,例如地震、梁桥碰撞等引起的结构破坏。本文在SASS结构分析软件的基础上编制了动力计算模块,采用Newmark法计算二维平面隧道在冲击荷载作用下的动力响应,结果表明本文所用的自编的结构分析软件在算法上是可靠地,其数值计算结果对于一些复杂的工程实际模型具有一定的参考价值,同时也为理论研究提供了一个有效的依据。
【学位单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP311.52
【部分图文】：

第 3 章 结构分析软件系统 SASS 功能简介3.3 SASS 数值计算模块数值计算模块包括边界条件的选择、初值条件确定、材料特性输入以及荷载工况的确定等。边界条件分为约束条件和荷载工况两部分，其中约束条件分为刚性约束和弹性约束，在施加约束时可以选择力学约束模式或者工程约束模式，见图 3-2。

图 3-3 界面特性选择界面图3.4 SASS 后处理模块SASS 后处理模块包括文件的读取、数据反调和结果显示三部分。对于已经生成的有限元模型，其基本数据将以*.dat 的文件形式保存在对应的目录中，用户可通过下方辅助菜单中的“读取文件”按钮来选择数据文件，系统会根据文件名将相应的有限元模型显示在上方主屏幕中；对于新生成的数据，可用下方辅助菜单中“保存文件”按钮来生成相应文件。计算结果显示分为静力和动力两部分。3.4.1 静力计算的后处理模块对于静力计算，其后处理包括生成有限元结构位移变形图和 x 方向应力云图、y 方向应力云图、切应力云图、第一主应力云图以及第二主应力云图在内的

浙江工业大学硕士学位论文的改进图时，假设第 i 个节点的直角坐标为 Ai(xi位移分解成沿 x 方向和 y 方向的分位移 ix和为（x1+ ix,y1+ iy）。当 ix和 iy远远小于格栅略，若仍然采用各节点的真实位移值来绘制位移变形图与原始图形无法清晰的区分，在的位移变形效果。如图 3-4 所示，一块中间平向左的力，在力的作用下该板上的节点在远远小于原始图形的尺寸。由于各节点的位始图几乎重合。

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本文编号：2812658