请帮我写一个matlab的位移法计算空间刚架应力代码
时间: 2023-08-28 15:29:11 浏览: 102
好的,以下是一个MATLAB代码示例,用于使用位移法计算三维空间刚架的应力:
```matlab
% 定义刚架的节点坐标和单元连接关系
coord = [0 0 0; 3 0 0; 3 4 0; 0 4 0; 0 0 5; 3 0 5; 3 4 5; 0 4 5];
conn = [1 2; 2 3; 3 4; 4 1; 5 6; 6 7; 7 8; 8 5; 1 5; 2 6; 3 7; 4 8];
% 定义材料属性和截面形状
E = 200e9; % 弹性模量
G = 80e9; % 剪切模量
A = 0.01; % 截面积
J = 0.0001; % 惯性矩
I = 0.0002; % 二阶矩
T = diag([A A J I I I]); % 单元刚度矩阵的系数矩阵
% 求解位移向量
K = zeros(24); % 总刚度矩阵
F = zeros(24, 1); % 总载荷向量
for i = 1:size(conn, 1)
node1 = conn(i, 1);
node2 = conn(i, 2);
L = norm(coord(node2,:) - coord(node1,:));
n = (coord(node2,:) - coord(node1,:)) / L;
Tn = [n(1) n(2) n(3) 0 0 0; 0 0 0 n(1) n(2) n(3)]; % 单元转换矩阵
Ke = Tn' * T * Tn * (E/L); % 单元刚度矩阵
K([6*(node1-1)+1:6*node1, 6*(node2-1)+1:6*node2], ...
[6*(node1-1)+1:6*node1, 6*(node2-1)+1:6*node2]) = ...
K([6*(node1-1)+1:6*node1, 6*(node2-1)+1:6*node2], ...
[6*(node1-1)+1:6*node1, 6*(node2-1)+1:6*node2]) + Ke; % 总刚度矩阵
end
BC = [1 0; 2 0; 3 0; 4 0; 5 0; 6 0; 19 0; 20 0; 21 0; 22 0; 23 0; 24 0];
fixed_dofs = BC(:, 1) * 6 - (6 - BC(:, 2));
free_dofs = setdiff(1:24, fixed_dofs);
U = zeros(24, 1);
U(free_dofs) = K(free_dofs, free_dofs) \ (F(free_dofs) - K(free_dofs, fixed_dofs) * U(fixed_dofs));
% 计算应力
stress = zeros(size(conn, 1), 6);
for i = 1:size(conn, 1)
node1 = conn(i, 1);
node2 = conn(i, 2);
L = norm(coord(node2,:) - coord(node1,:));
n = (coord(node2,:) - coord(node1,:)) / L;
Tn = [n(1) n(2) n(3) 0 0 0; 0 0 0 n(1) n(2) n(3)]; % 单元转换矩阵
Ue = U([6*(node1-1)+1:6*node1, 6*(node2-1)+1:6*node2]); % 单元位移向量
stress(i,:) = (E/L) * Tn * T * Ue; % 单元应力向量
end
% 输出结果
disp('节点位移向量:');
disp(U);
disp('单元应力向量:');
disp(stress);
```
在这个示例中,刚架由8个节点和12个单元组成。定义了材料属性和截面形状,并使用位移法计算出了刚架的位移向量和单元应力向量。请根据自己的需要修改节点坐标、单元连接关系、材料属性和截面形状。
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