基于matlab的结构力学静力计算软件研究与开发（开题报告）.doc

基于Matlab的结构力学静力计算软件研究与开发（开题报告）
1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等）
1.1国内外的研究现状分析
传统的结构力学方法（如力法和位移法），其相应的计算方法是解析法，但是对于许多工程问题，用解析方法只能解决计算简图较粗略、未知量数目不太多的结构分析问题。因此解析方法的应用有其一定的局限性。
计算机的出现使得解析法难以完成的大型复杂问题的解决成为可能，同时传统的分析方法已不适应这种计算技术的要求，于是新的分析方法--结构矩阵分析，便应运而生。这一方法的基本原理与传统方法并无不同，只是在处理手段上采用了矩阵这一数学工具。这是因为矩阵的运算规律适合用计算机进行计算，且便于编制计算机程序。根据所选基本未知量的不同，结构矩阵分析有矩阵位移法（刚度法）和矩阵力法（柔度法）两种。由于矩阵位移法能够对静定、超静定结构进行统一处理，能够计算各种复杂结构，编制计算机程序比较简单且通用性强，因而得到了广泛的应用。矩阵位移法也称为杆系结构有限元法，故本课题采用这种方法对平面桁架、平面刚架等杆系结构进行结构静力分析。
随着计算机硬件和软件的发展，数值方法越来越受到人们的青睐，其中有限元法以其方法的统一性和理论的普遍性而独领风骚，已经成为处理各类科学和工程问题的有效方法之一。有限元法把一个复杂的结构分解成相对简单的“单元”，各单元之间通过结点相互连接。单元内的物理量山单元结点上的物理量按一定的假设内插得到，这样就把一个复杂结构从无限多个自由度简化为有限个单元组成的结构，只要分析每个单元的力学特性，然后按照有限元法的规则把这些单元“拼装”成整体，就能够得到整体结构的力学特性。