簡述矩陣位移法和有限元法的區別,有限元方法和矩陣位移法求解問題方法有何不同

2021-03-03 20:27:52 字數 2419 閱讀 4854

1樓:源嬋杜玥

矩陣位移法是以位移法為計算方法,用矩陣為表達方式,把結構拆成單元進行分析。

2樓:九懷玉第育

矩陣位移法是以位移法為計算方法,用矩陣為表達方式,把結構拆成單元進行分析.

有限元方法和矩陣位移法求解問題方法有何不同

3樓:匿名使用者

矩陣位移法可以認為是有限元中的一種,用於處理杆繫結構。

位移有限元和矩陣位移法的差異在**

4樓:素馨花

有多餘約束( n ; 無多餘約束( n = 0)的幾何

不變體系——靜定結構從幾何構造分析內的角度看; 0)的幾何不容變體系——超靜定結構:凡只,結構必須是幾何不變體系。 根據多餘約束 n 。

從求解內力和反力的方法也可以認為: 靜定結構,幾何不變體系又分為

矩陣位移法與有限元屬於一種方法嗎

5樓:匿名使用者

在結構力學的計算中bai,通過採du用對結點位移作為基本zhi未知量,進而通

dao過矩陣的形式對

專各基本引數進屬行組織,編排,求出未知量的方法,稱為矩陣位移法。

在數學中,有限元法(fem,finite element method)是一種為求得偏微分方程邊值問題近似解的數值技術。它通過變分方法,使得誤差函式達到最小值並產生穩定解。模擬於連線多段微小直線逼近圓的思想,有限元法包含了一切可能的方法,這些方法將許多被稱為有限元的小區域上的簡單方程聯絡起來,並用其去估計更大區域上的複雜方程。

它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成,對每一單元假定乙個合適的(較簡單的)近似解,然後推導求解這個域總的滿足條件(如結構的平衡條件),從而得到問題的解。這個解不是準確解,而是近似解,因為實際問題被較簡單的問題所代替。由於大多數實際問題難以得到準確解,而有限元不僅計算精度高,而且能適應各種複雜形狀,因而成為行之有效的工程分析手段。

矩陣位移法和位移法的相同點和不同點

6樓:匿名使用者

按位移法的基本原理運用矩陣計算內力和位移的方法。是結構矩陣分析方法中的一種,其基本未知數是結點位移,由於矩陣位移法較矩陣力法更適宜編制通用的計算程式,因而得到了更為廣泛的應用。

結構矩陣分析方法首先把結構離散成有限數目的單元,然後再合成為原結構,因而也屬於有限元法。矩陣位移法常用的單元形式為一直杆。對於曲杆,如拱結構,雖然也可取曲杆作為單元,但單元分析較煩,為簡化起見,可將它化成折線來處理,每一直線段作為一單元。

當單元承受非結點荷載時,可

用等效結點荷載代替。其方法是將單元間的分界結點作為固端求出固端反力,然後反其向作用在結點上。

根據結構變形後要滿足幾何方面的相容條件(變形條件),結點位移矩u與杆端位移矩之間存在關係式

(1)式a表示u的變換矩陣。

杆端位移矩與杆端力矩s之間的關係式為 s=k (2)

式km稱為未裝配結構的剛度矩陣,它等於各單元剛度矩k(i) 作為子塊的對角矩陣。 其元素可直接按結點單位位移引起的反力而求得。由於單元座標並不一定是整體結構座標,因而求得的單元剛度矩k(i) 需通過座標變換轉化為整體座標下的單元剛度矩陣。

根據結點作用力與匯交於該結點的杆端力保持平衡關係,可以得到杆端s與結點作用的關係式為=ds (3)式d為杆端力矩s 對結點作用力矩的變換矩陣。

根據虛功原理,可dat。

根據上面三式,可以得到=k (4)

katm (5)

式(5)k稱為已裝配結構的剛度矩陣或整體剛度矩陣。

通過式(5)獲得總剛度矩陣k的方法稱為剛度法。因為位移變換矩a的階數相當高,運算中須佔大量的存貯單元,因而在組合整體剛度矩陣時,常採用直接把單元剛度矩陣的元素輸送到k中的直接剛度法,該方法是將各單元中相同腳標的元素直接相加而組成整體剛度矩陣。在單元剛度矩陣中,對於近端結點剛度矩陣係數kjj,由於匯集於該結點j的所有單元都可作出貢獻,因而在整體剛度矩陣中可有若干項相加,為匯集於j結點的所有單元。

由於它不必通過式(5)進行計算,運算方便,因此其應用比剛度法更為廣泛。

由於支座約束方向的結點位移通常為零或為已知值,因而可將全部結點位u分為兩部分,一部分是不受支座約束的位ur,另一為沿支座約束方向的結點位ur。由此(4)式變成上式得 (7) (8)

ur=0時(7)式變成: r=kur (7′)

式中kr為已裝配結構相應不受支座約束的位移的剛度矩陣,實際上即為一般位移法基本方程中的係數矩陣k,該矩陣亦可直接按柔度矩陣求逆而得到。r即為一般位移法基本方程的自由項矩r(一般位移法中,kr在方程同一邊,因rr差一符號)。因而(7′)式即為位移法基本方程的矩陣表示式。

根據(7)或(7′)式即可求ur。再由(1)、(2)式即可求得杆端s,實際杆端sa應再疊加單元上非結點荷載引起的固端sf。第i單元的實際杆端力應為 sa(i)k(i(i)sf(i)

公式(9)

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