C语言程序设计等参元程序流程.ppt

程序需要的主要数据 Struct FE_COORDS / 定义结构体类型 int n; /结点总数 double *x; / x2n;结点坐标， xn,yn. ; 注：前n个为结点的x坐标，后n个为结点的y坐标 。 struct FE_COORDS F_X ； / 定义结构体变量F_X ，来存放结点信息。 设为全局变量。 程序需要的主要数据 struct FE_TOPOLOGY / 定义类型 long n; / 单元总数 long *t; / t4n 单元的节点编码 ; struct FE_TOPOLOGY F_T; /* 定义结构体变量F_T ，来存放单元信息。 可设为 全局变量。 如第5单元的结点编号为 F_T.t16 F_T.t19. */ struct FE_PKMATRIX /定义结构体类型 int n; / 自由度总数，即总刚方程的阶数 int *i; / in;总刚矩阵的索引数组，即 主元 素在k中的位置 double *k; / kin-1+1 变半带宽一维压缩存 储的总刚矩阵 ; struct FE_PKMATRIX F_K； /* 定义结构体变量F_X ，来存放总刚矩阵的信息。 如 *(F_K.i+i),代表下标为i行主元素在压缩存储总刚 F_K.k中的位置， nd=*(F_X.i+i+1)- *(F_K.i+i)代表 下标为i行非0元素的个数。 */ struct FE_BOUNDARY /定义结构体类型 int n; / 约束总数或结点荷载数 int *node; / 约束对应的结点编号 int *attr; / 约束的方向值； 1-x方向； / 2-y方向，3转动方向 double *value; /支座沉降值或 荷载值 ; struct FE_BOUNDARY F_U,F_P; /* 定义结构体变量F_U,F_P ，分别来存放边界约 束和结点荷载的信息。 */ struct FE_STRESS / F_S long n; / 输出的应力（应变）点总数 double *x; / x2n; 相应应力点的坐标 double *s; / s3n ，应力（应变）值 ; struct FE_STRESS F_S； /* 记录的单元应力（应变）信息，包括每个 应力点的位置坐标和三个应力（应变）值 。 */ double MAT5; / 定义材料信息 double E ; / 材料弹性模量 double v; / 泊松比 double t; / 厚度 double px; / x方向的容重 double py; / y方向的容重 平面刚架静力计算程序流程图 单元循环 单元循环 平面刚架静力计算程序流程图 单元循环 单元循环 程序模块设计 short Readdata_4(char *file) 读取平面四结点等参元分析需要的所有 数据，如结点信息、单元信息、截面信息 、边界支座信息、荷载信息、材料信息等 ； 在此函数中定义全局变量F_X，F_T， F_U，F_P，MAT，并从文件中读取相应 的数据。 函数所需参数：*file为数据文件名 。 成功读取数据，函数的返回值为0，数 据文件不存在，返回-1；内存出错，返回1 。 2.short Kindex_4( ) 建立采用4结点等参元计算平面问题的变带宽 一维压缩存储的总刚矩阵的索引数组F_K.i ，即 总刚矩阵的主元素kii被压缩存储后， 在F_K.k中的位置。 定义存储总刚信息的结构体变量F_K，并计算 出总刚矩阵F_K.k元素的个数，并为之分配 存储单元； 函数需要的数据：结点信息F_X，单元信息 F_T，均为全局变量； 返回总刚矩阵的最大半带宽值，如果内存出错 ，则返回0。 3.void Ekm2d_4( ) 计算变带宽一维压缩存储的总刚度矩阵F_K.k； 所需数据：结点信息F_X, 单元信息F_T，截面信 息F_AI, 材料信息MAT，总刚索引信息F_K，均 为全局变量； 需调用的函数： void Evdt2d (double *d)，计算弹性矩阵 d5 ； void Ek2002(double * xy，double *d, double *ek)， 计算4结点等参元的单元刚度矩阵 ek8*8； 4.void P_load_4(float *p) 计算结构总的荷载向量 *p ; 所需数据：结点信息F_X, 单元信息F_T ，荷载信息F_P, 结构自重，均为全局变 量； 需调用的函数： void Pbd2002(double *xy, double *pxy, double * ep) ，计算单元自重引起的等效结 点荷载； 5.void Zuv2d (struct FE_BOUNDARY u,float *p) 根据边界条件修改刚度方程，主元素乘 大数法 (主元素置1法 ）； * u: 记录边界支座条件的结构体变量； *p： 结构总的的荷载向量 6.高斯法解方程组 int Solvc1(long *n, float *ak, long jn) ； Solvc1: 总刚矩阵三角分解. ak=LU (Uji=Lij/Lii)； 正确返回1；当主元素 if kii = 0，返回-i； void Solvc2(float *p, long *n, float *ak, int jn) Solvc2: 回代求解. ak 一维压缩存储的总刚矩阵F_K.k. njn-总刚矩阵索引数组； jn-总刚方程的阶数 pjn-荷载向量,函数返回时，存放结点位移 7.void Str2d_4(double *w,struct FE_STRESS *s) 计算所有单元高斯点的应力向量F_S ； 所需数据：结点位移信息*w, 单元信息F_T ，节点信息,F_X，均为全局变量；*s，所 有单元高斯点的应力向量； 调用函数： void Str2002(double *xu,double *d,double *p,double *sr) ，计算4节点等参 元的单元高斯点应力向量 。 1.8. void Stn2d_4(double *w,struct FE_STRESS *s) 计算所有单元高斯点的应变向量F_S ； 所需数据：结点