梯形水坝的有限元分析

1、一 题目下图为一梯形水坝，载荷沿厚度均匀分布，其尺寸如图所示，厚度t=1m,弹性模量E=79G,泊松=0.3，容重=3200.6m9m二 划分单元及载荷处理 6m9m1.5m1.5m1.5m1.5m1.5m1.5m三 输入数据1.基本参数 单元数 NE=40; 节点数 NJ=30; 支撑数 NZ=14; 节点载荷数 NPJ=7; 半宽带 DD=14； 节点位移数 NJ2=NJ*2=60;2.其他参数 问题类型码LXM,LXM= 弹性常数E,弹性模量EO=79，泊松比, MU=0.3; 容重 ,LOU=3200; 板厚t,TE=1; 节点坐标数组AJZ.AJZ(NJ,2)=AJZ(NJ,2)中的

2、元素按节点整体码顺序输入，数组行号为节点整体码，每个节点的坐标值存一行，第一列存x 的值.如=AJZ(2,1) =AJZ(4,2). 节点码数组JM JM(NE,3)=JM（NE,3）中的元素按单元输入。单元号为行号，每个单元的整体码存一行，局部码为列号，局部码对应的整体码存放在相应的列。 支撑数组NZC.NZC(NZ)=NZC(NZ)中的元素按支撑对应的位移数从小到大排列。 节点载荷数组PJPJ(NPJ+1,2+1)=PJ(NPJ,2)中的元素排列原则为：一个节点载荷存一行，同一行中第一列是节点载荷值，第二列是载荷对应的位移数。四 程序及结果#include#include#define N

3、E 40#define NJ 30 #define NZ 10#define NPJ 7#define NJ2 60#define DD 14int LXM=1;double EO=79000000000;double MU=0.3;double LOU=3200;double TE=1.0;/节点坐标数组double AJZNJ+13=0,0,0,0,0,0,0,1.5,0,0,3,0,0,4.5,0,0,6,0,0,0,1.5,0,1.5,1.5,0,3,1.5,0,4.5,1.5,0,5.25,1.5,0,0,3,0,1.5,3,0,3,3,0,4.5,3,0,4.85,3,0,0,4.

4、5,0,1.5,4.5,0,3,4.5,0,4.5,4.5,0,0,6,0,1.5,6,0,3,6,0,4.275,6,0,0,7.5,0,1.5,7.5,0,3,7.5,0,3.75,7.5,0,0,9,0,1.5,9,0,3,9;/单元节点码数组int JMNE+14=0,0,0,0,0,1,7,6,0,1,2,7,0,2,8,7,0,2,3,8,0,3,9,8,0,3,4,9,0,4,10,9,0,4,5,10,0,6,12,11,0,6,7,12,0,7,13,12,0,7,8,13,0,8,14,13,0,8,9,14,0,9,15,14,0,9,10,15,0,11,17,16,0

5、,11,12,17,0,12,18,17,0,12,13,18,0,13,19,18,0,13,14,19,0,14,15,19,0,16,21,20,0,16,17,21,0,17,22,21,0,17,18,22,0,18,23,22,0,18,19,23,0,20,25,24,0,20,21,25,0,21,26,25,0,21,22,26,0,22,27,26,0,22,23,27,0,24,29,28,0,24,25,29,0,25,30,29,0,25,26,30,0,26,27,30;int NZCNZ+1=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;double PJNPJ+

6、12+1=0,0,0,0,207637.5,1,0,339937.5,11,0,229687.5,21,0,141487.5,31,0,75337.5,41,0,31237.5,47,0,4900,55;double AE,KZNJ2+1DD+1,PNJ2+1,S3+16+1,KE6+16+1;int IE,JE,ME;void DUGD(int,int);void main()int NJ1,k,IN,IM,jn,m,i,j,z,J0,ii,jj,h,dh,E,l,zl,dl;double PE,c,SIG1,SIG2,SIG3,PYL,RYL,MAYL,MIYL,CETA;double W

7、Y6+1,YL3+1;/?DUGD?KZ?:for(i=0;i=NJ2;i+) for(j=0;j=DD;j+)KZij=0.0;for(E=1;E=NE;E+)DUGD(E,3); for(i=1;i=3;i+)for(ii=1;ii=2;ii+)h=2*(i-1)+ii;dh=2*(JMEi-1)+ii;for(j=1;j=3;j+)for(jj=1;jj0) KZdhdl=KZdhdl+KEhl;for(i=1;i0)for(i=1;i0)for(E=1;E=NE;E+)DUGD(E,1); PE=-LOU*(AE)*TE/3;P2*IE=P2*IE+PE;P2*JE=P2*JE+PE;

8、P2*ME=P2*ME+PE;for(i=1;i=NZ;i+)z=NZCi; KZz1=1.0; for(j=2;jDD) J0=DD; else J0=z;for(j=2;j=J0;j+)KZz-j+1j=0.0; Pz=0.0; NJ1=NJ2-1; for(k=1;kk+DD-1) IM=k+DD-1; else IM=NJ2;IN=k+1;for(i=IN;i=IM;i+) l=i-k+1;c=KZkl/KZk1;jn=DD-l+1;for(j=1;j=1;i-) if(DDNJ2-i+1) J0=NJ2-i+1;else J0=DD; for(j=2;j=J0;j+)h=j+i-1;

9、Pi=Pi-KZij*Ph; Pi=Pi/KZi1;printf(n); printf(JD U Vn); for(i=1;i=NJ;i+)printf(%2d %-9.6f %9.6fn,i,P2*i-1,P2*i);for(E=1;E=NE;E+)DUGD(E,2); for(i=1;i=3;i+) for(j=1;j=2;j+)h=2*(i-1)+j;dh=2*(JMEi-1)+j;WYh=Pdh;for(i=1;i=3;i+)YLi=0;for(j=1;j1)for(i=1;i=3;i+)for(j=1;j=6;j+)Bij=0.0;B11=(-BJ-BM)/(2.0*AE);B13=

10、BJ/(2*AE);B15=BM/(2*AE);B22=(-CJ-CM)/(2*AE);B24=CJ/(2*AE);B26=CM/(2*AE);B31=B22;B32=B11;B33=B24;B34=B13;B35=B26;B36=B15; D11=EO/(1-MU*MU);D12=EO*MU/(1-MU*MU);D13=0;D21=D12;D22=D11;D23=0;D31=0;D32=0;D33=EO/(2*(1+MU);for(i=1;i=3;i+)for(j=1;j=6;j+)Sij=0.0; for(k=1;k2)for(i=1;i=6;i+)for(j=1;j=6;j+) KEij

11、=0.0; for(k=1;k=3;k+) KEij=KEij+Ski*Bkj*AE*TE;五.结果分析：1. 输出变形图：由运算结果中的u,v的即是各个节点在u,v方向的变形位移图，由CAD输出图形时，由于变形的位移很小，为了更清楚的显示出变形，应把u，v方向的位移相应的扩大一定的倍数，如图示：6m9m1.5m1.5m1.5m1.5m1.5m1.5m2. 输出等应力线图：又运行结果中各个单元的s1,s2,tou计算出各个节点相应的s1,s2,tou，再次计算出给节点的主应力s1。由c语言编程以计算各个节点的主应力的程序：#include#include#define MAX 10void m

12、ain()int t;int i;/循环变量 float aMAX3;float zx,zy,zz; float pjx,pjy,pjz;float PYL,RYL,MAYL; zx=0; zy=0; zz=0;printf(输入该节点周围的单元数：n);printf(该节点周围的单元数t=);scanf(%d,&t); printf(输入该节点周围的单元的应力：n); for (i=1;i=t;i+)scanf(%f%f%f,&ai0,&ai1,&ai2);for (i=1;i=t;i+)zx=zx+ai0; zy=zy+ai1;zz=zz+ai2;pjx=zx/t; pjy=zy/t; p

13、jz=zz/t;PYL=(pjx+pjy)/2;RYL=(float)sqrt(pow(pjx-pjy)/2,2)+pow(pjz,2);MAYL=PYL+RYL; printf(s1=%-9.6f,MAYL);/输出结果即是各个节点的主应力计算各节点的主应力的结果1. 166733.121094 2. 133281.671875 3. 35427.148438 4. 8616.343755. 34336.953125 6.167154.312500 7. 118257.203125 8. 45992.1250009. -1349.515625 10.-8356.390625 11. 120053.789063 12. 55704.27343813. 33174.429688 14. 7007.828125 15.-13444.140625 16. 11800.18359417. 19107.167969 18. 19210.582031 19. 996.2