FORTRAN语言入门：平面弹性力学有限元编程

资源摘要信息:"平面弹性力学有限元源程序(FORTRAN)_编程_" 1. FORTRAN语言概述 FORTRAN（Formula Translation）是一种高级编程语言，主要用于科学计算和工程领域，它的名字意味着“公式翻译”。FORTRAN语言在1957年由IBM公司推出，是最早的高级编程语言之一，专为数值分析和科学计算设计，非常适合解决工程、物理和数学问题。由于其执行速度快和易于表达数学表达式的特点，FORTRAN在历史上曾被广泛使用。尽管现代编程语言如C、C++、Python等在其他领域越来越流行，但在数值计算领域，特别是大型复杂的数值模拟计算中，FORTRAN仍然占据一席之地。 2. 平面弹性力学基础 平面弹性力学是研究弹性物体在平面应力或平面应变条件下的力学行为的一门学科。它主要关注的是当物体受到外力作用时内部应力与变形的分布情况。平面弹性力学中一些基本概念包括应力、应变、位移、本构关系、平衡方程等。这个领域在土木工程、机械工程、航空航天工程等领域有着广泛的应用。 3. 有限元方法（FEM）概述 有限元方法（Finite Element Method, FEM）是一种用于求解工程和数学物理问题的数值技术。其基本思想是将连续的物理对象划分为有限个小的、连续的、简单的单元（通常称为有限元），然后通过设置边界条件和求解系统方程来逼近实际问题的解。这种方法可以用于求解各种复杂的工程问题，如结构分析、热传导、流体动力学、电磁场分析等。有限元分析是现代工程设计不可或缺的工具之一。 4. FORTRAN在有限元分析中的应用 在有限元分析的发展历程中，FORTRAN语言扮演了非常重要的角色。由于其出色的数值计算能力和与早期计算机硬件的良好兼容性，FORTRAN成为编写有限元程序的首选语言。许多早期的有限元分析软件包都是用FORTRAN编写的。因此，对于学习有限元方法和相关软件开发的学生和工程师来说，学习FORTRAN是非常有益的。 5. 学习FORTRAN编程的资源和材料 对于初学者而言，学习FORTRAN编程可以通过阅读教材、在线课程、参考开源项目和实际编写程序来实现。通过实践操作平面弹性力学有限元源程序的案例，初学者可以更直观地理解FORTRAN语言的基本语法、结构和算法实现。同时，通过这种经典的代码学习，能够加深对有限元原理的理解，并逐步掌握运用FORTRAN进行科学计算的技巧。 6. 编程实践与案例分析 本资源中的“平面弹性力学有限元源程序(FORTRAN)”文档，为学习者提供了一个实际的编程案例。该案例不仅包含了源代码，还可能包含了程序的设计思路、算法描述以及运行结果分析等内容。学习者可以通过分析和运行这些源代码，观察程序如何进行结构离散化、单元刚度矩阵计算、总体刚度矩阵组装和求解线性方程组等过程。这将有助于他们理解有限元方法的计算步骤和FORTRAN语言在其中的应用。 总结而言，平面弹性力学有限元源程序(FORTRAN)不仅是一个编程学习资源，也是工程计算和科学领域中理解理论与实践相结合的重要工具。通过学习和实践这些经典代码，初学者可以提升对FORTRAN语言的掌握能力，并加深对有限元方法的理解，为后续在相关领域的深入研究打下坚实的基础。