基于C#的平面桁架静力分析程序设计与应用

本文根据平面桁架的受力特性,利用矩阵位移法作理论基础,简要说明了C#平面桁架静力分析程序设计原理。结合GDI+,实现了杆件结构的可视化。面向对象编程,方便了数据的输入和输出。最后结合实例,说明了程序的输入输出过程,并且对比了人工计算和程序计算的结果,验证了程序计算结果的正确性。

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基于 C5 j昀平面桁架静力分析程序设计与应用}郑州大学水利与环境学院中宇王丽蒙[摘要]本文根据平面桁架的受力特性，利用矩阵位移法作理论基础，简要说明了c#平面桁架静力分析程序设计原理。结合 GDI +,实现了杆件结构的可视化。面向对象编程，方便了数据的输入和输出。最后结合实例，说明了程序的输入输出过程，并且对比了人工计算和程序计算的结果，验证了程序计算结果的正确性。 [关键词] NE c# T平面桁架程序设计0引言 .

现代T程技术的日益进步和电子计算机的飞速发展对结构分析的理念与方法产生了深远的影响。一方面，大型工程结构在各种复杂因素作用下的分析要求强化力学基本概念的综合运用和概念设计的理念； 另一方面，运算能力的剧增要求发展与之相适应的结构分析理论和方法…发展的形势要求结构T程师和研究人员必须具备熟练地运用计算。机进行结构分析的能力。 计算结构力学是以数值计算的方法，电子计算机求解结构力学用中的各类问题，如平面桁架静力分析、面刚架静力分析、构动力分平结析、结构稳定性分析、非线性分析等。结构 计算结构力学通常采用 F R R N C c+等编程语言求解，# c O T A、、+ c ( Sa ) hr是微软 ( i o f为.E r e o p M c s t N TFa w r身订做的程序语言， ro) m k量和 F T AN、 c+相比，}拥有 CC+的强大功能以及 Vsa B s简 OR R C、+ c}/+ i l ai u c易使用的特性，是第一个组件导向(o p nn— r ne) C m o etoi t的程序语言， e d和 c+与 Jv+ aa一样亦为对象导向Ihetoine) oje—r td程序语言。在 .E e N T环境中，以开发出运行在 Widw上的几乎所有应用程序， c可 nos而#是专门用于.E N T的新编程语言。使用 C#可以编写出动态 We b页面、 b XMLWe服务、分布式应用程序的组件、数据库访问组件、传统的 Wi o s n w桌面 d应用程序，甚至可以联机/机运行的新型智能客户应用程序。这些特脱性简便了计算结构力学应用程序的开发，使得软件界面友好，容错能力强，更加方便工程技术人员使用。 1平面桁架静力分析程序理论

基础 .

计算结果的输出采用交互式输出和命令行式输出两种方式。交互式输出需要用户指定一点(指定的一点需要在杆件上 )便可在右下方，显示出轴力、剪力、力矩。由于平面桁架的受力特性和计算方法基于的 些假设，这里剪力和力矩结果为 0。命令行式输出通过键入“eut rsl so” hw命令把结果输出到命令行之中。键人“e l ae pt[ e a e r u v『 h f nm . st s a]l i tt命令， x]”则可以把结果输出到指定路径。一

图 2平面桁架静力分析程序 22G I程 . D+编为了更好的和用户交互，这里利用 G I D+提供的绘图函数把用户输

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入的桁架结构显示到程序的界面上。G I提供了一个抽象层，了不 D+隐藏同视频卡的区别，这样就可以调用 Widws P函数完成绘图任务I no I A: I。本程序对 G I D+命名空间中的函数进行了再次封装，对应于特定绘图功能的一系列函数。如绘制杆件的函数 viDrw em(on, o t )绘 od a B a P it P i , X nv制支座的函数， i D a B a n ( i P i du l ad u lh绘制 v d r e i P n x o t, ob obe ) o w r g o t_ nY e,,节点荷载的函数 vi rw odP it, o t,n,n i ci ) odD a La (o Pi it it r t n等。这 nX n v S d e o里对绘制杆件的函数进行简要说明。vi D a B a (o t, o t ) o rw emP i Pi 函数 d nX nv根据参数 P it, o t o Pi n X n Y绘制了一条直线，并且分别在直线端点绘制一个圆。相应的代码如下：vi D a B a P it,on od rw em(on P it) x Y{ Ga hc d=tiCet rp is; rpis c hs rae ahc0 . G So ( h w);P nw i P n=n w P nC lr i _1 e ht e e e e ( oo. t 3: Wh e

图 1平面桁架例子在结构力学

的计算中，通过采用对结点位移作为基本未知量，进而通过矩阵的形式对各基本参数进行组织，编排，求未知量的方法，称为矩阵位移法。矩阵位移法的基本原理在相关结构力学书籍中有详细的介绍。为了和 c#编制的平面桁架静力分析程序的求解过程和结果对比，这里简要地给结构的矩阵位移法的求解过程。图 l所示桁架，各杆件 EA 30X1 N。所受节点荷载如图所示。求解步骤如下：= . 0k ①结构标识②建立各单元的局部坐标系，求解杆长、各杆件坐标转换矩阵参数列

d.rw iew i k e,y; cD a Ln (ht P nx ) e, d.rw lpe htPnXXY 5, ) cD a El s( i e,,. 05; i w e . Y, 0 d .rw lpe htPnYXY 5,O; cDa El s( i e,,Y, 5 ) i w e . . 0)

⑧计算单元刚度矩阵④生成总刚度矩阵，建立总刚度方程⑤引入位移边界条件，形成结构刚度矩阵 K和结构刚度方程⑥求解结构刚度方程，得未知节点位移计⑦计算杆端力和支座反力 2平面桁架静力分析程序设计 . 21 .程序设计原理程序求解平面桁架静力问题原理采用了矩阵位移法作为理论基础。处理数据的流程和矩阵位移法一般求解过程相似。主要为：程序的 …… 此处隐藏：1434字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……