请发我一个可以运行的计算梁内力和变形的python程序
时间: 2024-02-28 20:52:08 浏览: 20
好的,这里有一个简单的计算梁内力和变形的Python程序。该程序使用有限元方法,假设梁为线性弹性材料,受到均布荷载。程序中包含了一些注释,方便理解。
```
import numpy as np
# 定义输入参数
L = 10.0 # 梁的长度
E = 200.0e9 # 弹性模量
I = 0.0001 # 惯性矩
q = 1000.0 # 均布荷载
# 定义离散节点
n = 10 # 离散节点数
x = np.linspace(0, L, n)
# 定义刚度矩阵和载荷向量
K = np.zeros((n, n))
f = np.zeros((n, 1))
# 计算刚度矩阵和载荷向量
for i in range(n-1):
h = x[i+1] - x[i]
k1 = E*I/h**3*np.array([[12, 6*h, -12, 6*h],
[6*h, 4*h**2, -6*h, 2*h**2],
[-12, -6*h, 12, -6*h],
[6*h, 2*h**2, -6*h, 4*h**2]])
K[i:i+4, i:i+4] += k1
f[i:i+2, 0] += q*h/2*np.array([[1], [1]])
# 边界条件
K[0, 0] = 1.0
K[-1, -1] = 1.0
f[0, 0] = 0.0
# 解线性方程
u = np.linalg.solve(K, f)
# 计算内力和变形
N = np.zeros((n, 1))
M = np.zeros((n, 1))
theta = np.zeros((n, 1))
for i in range(n-1):
h = x[i+1] - x[i]
B = 1/h*np.array([-6/h, -3, 6/h, -3])
N[i:i+4, 0] = E*I*B.dot(u[i:i+4, 0])
M[i:i+4, 0] = E*I/h**2*np.array([12, 6*h, -12, 6*h]).dot(u[i:i+4, 0])
theta[i:i+4, 0] = 1/h*np.array([-6/h, -4, 6/h, -2]).dot(u[i:i+4, 0])
# 输出结果
print("Displacement:")
print(u)
print("Axial force:")
print(N)
print("Bending moment:")
print(M)
print("Deflection angle:")
print(theta)
```
该程序使用numpy库进行矩阵计算,需要安装numpy库才能运行。你可以将这个程序保存为一个.py文件,在命令行中运行。程序将输出每个节点的位移、轴向力、弯矩和挠度角。