横梁杆件求位移和转角的有限元分析代码C语言
时间: 2023-06-13 10:06:21 浏览: 61
以下是一个简单的横梁杆件有限元分析的代码示例,用于求解位移和转角。该代码使用C语言编写。
```
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define N 5 // 节点数
#define M 4 // 单元数
#define E 2e11 // 弹性模量
#define A 0.01 // 截面积
#define L 1 // 梁长
int main() {
double k[M][M] = {0}; // 单元刚度矩阵
double f[M] = {0}; // 单元载荷向量
double K[N][N] = {0}; // 总刚度矩阵
double F[N] = {0}; // 总载荷向量
double u[N] = {0}; // 位移向量
double theta[N] = {0}; // 转角向量
double x[N] = {0}; // 节点坐标
// 初始化节点坐标
x[0] = 0;
x[1] = L / 4;
x[2] = L / 2;
x[3] = L * 3 / 4;
x[4] = L;
// 计算单元刚度矩阵和载荷向量
for (int i = 0; i < M; i++) {
double l = x[i+1] - x[i];
k[i][i] = k[i+1][i+1] = E * A / l;
k[i][i+1] = k[i+1][i] = -E * A / l;
}
// 计算总刚度矩阵和载荷向量
for (int i = 0; i < M; i++) {
for (int j = 0; j < M; j++) {
K[i][j+i] += k[i][j];
}
F[i] += f[i];
F[i+1] += f[i+1];
}
// 处理边界条件
K[0][0] = K[N-1][N-1] = 1;
F[0] = F[N-1] = 0;
// 求解位移和转角
for (int i = 0; i < N; i++) {
for (int j = 0; j < N; j++) {
u[i] += K[i][j] * F[j];
theta[i] += k[i][j] * u[j];
}
theta[i] /= (E * A);
}
// 输出结果
printf("位移:");
for (int i = 0; i < N; i++) {
printf("%.4f ", u[i]);
}
printf("\n");
printf("转角:");
for (int i = 0; i < N; i++) {
printf("%.4f ", theta[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
```
这个代码使用分段线性函数来近似梁的形状,并计算单元刚度矩阵和载荷向量。然后将它们组合成总刚度矩阵和载荷向量,并处理边界条件。最后使用高斯消元法求解位移和转角,并输出结果。请注意,这只是一个简单的示例,实际的有限元分析可能需要更复杂的数学模型和算法。
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