基于Matlab的結(jié)構(gòu)力學(xué)靜力計算軟件研究與開發(fā)（開題報告）
1、課題的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計方案比較、選型分析等）
1.1國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)方法（如力法和位移法），其相應(yīng)的計算方法是解析法，但是對于許多工程問題，用解析方法只能解決計算簡圖較粗略、未知量數(shù)目不太多的結(jié)構(gòu)分析問題。因此解析方法的應(yīng)用有其一定的局限性。
計算機的出現(xiàn)使得解析法難以完成的大型復(fù)雜問題的解決成為可能，同時傳統(tǒng)的分析方法已不適應(yīng)這種計算技術(shù)的要求，于是新的分析方法--結(jié)構(gòu)矩陣分析，便應(yīng)運而生。這一方法的基本原理與傳統(tǒng)方法并無不同，只是在處理手段上采用了矩陣這一數(shù)學(xué)工具。這是因為矩陣的運算規(guī)律適合用計算機進行計算，且便于編制計算機程序。根據(jù)所選基本未知量的不同，結(jié)構(gòu)矩陣分析有矩陣位移法（剛度法）和矩陣力法（柔度法）兩種。由于矩陣位移法能夠?qū)o定、超靜定結(jié)構(gòu)進行統(tǒng)一處理，能夠計算各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，編制計算機程序比較簡單且通用性強，因而得到了廣泛的應(yīng)用。矩陣位移法也稱為桿系結(jié)構(gòu)有限元法，故本課題采用這種方法對平面桁架、平面剛架等桿系結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)靜力分析。
隨著計算機硬件和軟件的發(fā)展，數(shù)值方法越來越受到人們的青睞，其中有限元法以其方法的統(tǒng)一性和理論的普遍性而獨領(lǐng)風(fēng)騷，已經(jīng)成為處理各類科學(xué)和工程問題的有效方法之一。有限元法把一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分解成相對簡單的“單元”，各單元之間通過結(jié)點相互連接。單元內(nèi)的物理量山單元結(jié)點上的物理量按一定的假設(shè)內(nèi)插得到，這樣就把一個復(fù)雜結(jié)構(gòu)從無限多個自由度簡化為有限個單元組成的結(jié)構(gòu)，只要分析每個單元的力學(xué)特性，然后按照有限元法的規(guī)則把這些單元“拼裝”成整體，就能夠得到整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。