结构有限元分析程序设计
绪论
§0.1 开设“有限元程序设计”课程的意义和目的
§0.2 课程特点
§0.3 课程安排
§0.4 课程要求
§0.5 基本方法复习
$0.1 意义和目的
1.有限元数值分析技术本身要求工程设计研究人员掌握
1). 有限元数值分析技术的完善标志着现代计算力学的真正成熟和实用化,已在各种
力学中得到了广泛的应用。比如：，已杨为工程结构分析中最得以收敛的技术手段，现代功用大致有：
a). 现代结构论证。对结构设计从内力，位移等方面进行优劣评定，从而进
行结构优化设计。
b)可取代部份实验，局部实验+有限元分析，是现代工程设计研究方法的一大
特点。
c)结构的各种功能分析（疲劳断裂，可靠性分析等）都以有限元分析工具作为
核心的计算工具。
2). 有限元数值分析本身包括着理论+技术实现（本身功用所绝定的）
有限元数值分析本身包括着泛函理论+分片插值函数+程序设计
2. 有限元分析的技术实现（近十佘年的事）更依赖于计算机程序设计
有限元分析的技术取得的巨大的成就，从某种意义上说，得益于计算机硬件技术的发展和程序设计技术的发展，这两者的依赖性在当代表现得更加突出。（如可视化技术）
3.从学习的角度，不仅要学习理论，而且要从程序设计设计角度对这些理论的技术实现有
一个深入的了解，应当致力于掌握这些技术实现能力，从而开发它，发展它。（理论本身还有待于进一步完美相应的程序设计必须去开发）
4.程序设计不仅是实现有限元数值分析的工具和桥梁，而且在以下诸方面也有意义：
1). 精通基本概念，深化理论认识；
2). 锻炼实际工程分析，实际动手的能力；
3). 获得以后工作中必备的工具。（作业+老师给元素库）
目的：通过讲述有限元程序设计的技术与技巧，便能达到自编自读的能力。
§0.2 课程特点
总描述：理论+算法+数据结构（程序设计的意义）
理论：有限元算法，构造，步骤，解的等外性，收敛性，稳定性，误差分析
算法；指求解过程的技术方法，含两方面的含义；a. 有限元数值分析算法，b, 与数据结构有关的算法（总刚稀疏存贮，提取，节点优化编号等）
数据结构：指各向量矩阵存贮管理与实现，辅助管理结构（指针，数据记录等）
具体特点：
理论性强：能量泛函理论+有限元构造算法+数据结构构造算法
内容繁杂：理论方法+技术方法+技术技巧
技巧性强：排序，管理结构（指针生成，整型运算等）
§0.3 课程安排
①. 单元刚度矩阵及元素设计（单元刚阵算法，杆梁平面分析，板弯非协调元等）
②. 总刚的形式及程序设计（单刚提前准备，技术复杂）
③. l边界条件及程序设计（等效荷载计算，位移边界条件置入，多工况的对称性）
④. 总刚线性方程组求解（LDL T分解，分块算法，子结构算法，波前法）
⑤．单元应力计算+应力处理与改善。
⑥. 数据处理（数据分类，压缩存贮，节点排序方法）
⑦, 变带宽存贮的优化理论，图论的理论，有限元的图结构，存贮管理复核）
⑧. 有限元议程全稀疏管理与求解策略。
说明：仅线性部份，复材，接触，弹塑性等不包括，基本部份。
实践性作业安排：
1.作业：总的结构管理程序+子功能模块的编程，一个题的计算实践
2.送有限元元素库。
§0.4 课程要求
1.先行要求
2.作业要求（计算机编程得出正确结果）
3.课程校核要求
§0.5 基本方法复习
0.5.1 结构化程序设计方法
0.5.2 有限元分析方法回顾
0.5.3 Fortran语言回顾
0.5.4 结构化程序设计
1.基本结构：构成一个问题从输入到求解输出的基本程序形式：
Imput——→Process——→Output
(输入) （处理）（输出）
三种基本形式：
a). 树形结构（顺序执行结构）
积木式(Fortran): 每个设定的功能分析团体的一个模块,每个模块又称作整体结构的素材,主模块象积木一样堆积.语体不联系,但有通讯方法沟通模块间信息,各种模块有各自的特征语体,main progame……,subroutine sub….
嵌套式(Pascall): 主模块与子模块相互嵌套,各模块的特征,语体相同
procedure main
procefure ssub1
……..
procedure sub2
……….
End sub1
………
end sub2
…….
End main
函数式(c语言): 主要特点是功能模块作为库函数调用,需用时在库内调用,每一个函数有表征语句,这种语体接近自然思维,而且对系统资源的调配应用更完善.
面向对象的程序设计: 实施过程的可视化+控制性
3.结构化程序设计方法
a). Top—Down(自上面下),系统性强,选择性强.
b). Critical Component First (关键部份优先),先抓主要矛盾,分清重,缓,急.
c). 独立调试,总体联调,(软件设计的社会化作业).
4.程序设计要点
a). 自觉有意识地设计一个良好的程序结构,做到:易读,易懂,易管理,易修改,易发展.
b). 做到逻辑清晰,说明完整.
c). 要有工艺设计概念有框图,有步骤.
5). 结构化程序设计原则
a). 尽可能通用性好（适应各种规模的复题，？的扩大依据程序设计指标而定）
b).整体精炼，清晰；避免GOTO。
c).省机时，省存贮，计算精度高，（算法上下功夫，要理论分析加技巧）
d).输入数据少，格式简单。
e).输出结果简明，忌讳打印过多（与具体调试过程不一样）。
f).易读易维护，易发展。
§0.5.2.有限无方法求解过程回顾
一.力学模型的分级管理
有限无程序对力学模型的数据按
一级：结构级（有点广义，不仅指具体结构，也指模型题目的规模）
` 二级：单元级
3. A). (1). 节点位置(总体坐标系下的坐标).
(2). 节点局部坐标(按节点的约束方向制定的特殊坐标系x ＇，y ＇，z ＇,v 如斜支撑) (3). 节点的性质(自由,固定,指定位移,从属其它节点). (4). 节点力:(F x ,F y , F z ,M x ,M y ,M z ) (5). 节点位移:(u , v , w, θx ,θy ,θz ) B. 单元描述参数
(1). 材料特性参数不清 E, G, γ→[D ]
(2). 节点的几何刚度参数(即面积A,板厚H,梁抗弯模量I) (3). 单元的局部坐标. (用于应力分析等,如图形曲面) (4). 单元的节点编号
(5). 单元的几何矩阵营 (节点变形与应力关系矩阵) (6). 单元刚度矩阵 [K]
(7). 单元的应力,应变向量,(有限元分析多用向量,而不用矩阵(张量))
结构描述参数
单元总数,节点总数,单元娄型总数,结构材料种娄数,节点自由度数(控制题目规模) 二. 基本公式系统
1. 单元刚度计算公式
2. 单元刚阵组合 [K]=ΣA T KA
3. 单元节点荷载计算
4. 节点荷载组装:
???
???
?
???=???????
??
? ??333231232221131211231312332211σσσσσσσσσσσσσσσ???????
??
???????=?????????
? ??333231232221131211231312332211212
1212121212
1εεε
εεεεεεεεεεεε?=c
V T e dv
B D B K ]][[][][?=e
S T e ds
P N P }{][}{()∑=e
AP P
5. 位移约束关系:
6. 总刚方程解:
7. 应变计算:
8. 应力计算:
9. 支撑反力计算:
三. 有限元分析的模块组织.
{}?
?
????=-d d []{}{}{}[]{}
P K P K e =?=δδ{}[]{}
δεB ={}[]{}[][]{}
δεσB D D ==i
ii i d K R -
=
四．结构分析的原始输入数据
1．题目规模` 节点数目：NNP 单元数目：NE
2．节点数据单元人坐标：XE（NNP，3）
3．单元数据单元节点编号：ME（NE，3）、ME（NE，2）
材料特性：E、N
单元几何参数：I、RI（惯矩）
4．荷载数据外荷载作用点，坐标及大小：PA（NNP，1）
§0. 5.3 Fortran语言回顾
1．子模块（子程序）subroutine
a.特点：独立性强，只要输入输出接口，象一个黑匣子，与外界无关。
b.作用：完成一个独立的功能（求应力，矩阵分解，投放等）
c.格式：subroutine function(ip1,ip2,rp1,rp2,io1,io2,ro1,ro2).(其中ip1,ip2,rp1,rp2,是输入形
参，io1,io2.rp1,rp2是输出形参)
2．数据传递形式
1）. COMMON 公共块语句传递，（公共块的内容不能作为形参）
a.公共块分为无名公共块和有名公共块
b.公共块的参数不能作为子程序的参数出现，
c.公共块名一致，其内容在不同公共块中可以标志符不同（但其长度应一致）
d.通用原始数据放入公共块（作为实参错误率大）
e.尽可能不放数值，安息组一般可作成可调长度
f. 格式Common/comm/…….
Subroutine fun()
Common/comm/……..
2).形参————实参对应
a.实参不能开辟存贮单元，子程序内定义语句中的形参数组由主程序定义，在子程序中仅
形式定义（即仅说明是数组，因而大小无所谓）
b.格式：Dimension RP(1000),RO(1000)
…….
Call sub1(RP,RO)
………
END
DIMENTION IBANK
SUBROUTINE SUB1(RP,RO,NE)
DIMENTION RP(1),RO(1),SP(50)
DIMENTION RP(NE,1),RO(NE,1) (形参的动态定义，实参不能)
3）. 数组长度自动调整方法。
PROGRAM MAIN
INPLICIT REAL*8 (A—H,O---Z)
CHARACTAR*20 TR
COMMON/COMM/….
DIMENTION IBANK( ),RBANK( ),IP1( ),IP2( )
IP1(1)=… IP(N)=…..
IP2(1)=…… IP2(N)=…..
CALL SUB1(IBANK(IP1(1)),IBANK(IP1(N)),RBANK(IP2((1)),….)
…..
END
SUBROUTINE SUB1(II1,IO2,….RI1,….RO1….NE) DIMENTION II1(1) ,IO2(NE,1), RI1(1), RO1(1)
结构有限元分析程序设计 绪论 §0.1 开设“有限元程序设计”课程的意义和目的 §0.2 课程特点 §0.3 课程安排 §0.4 课程要求 §0.5 基本方法复习 $0.1 意义和目的 1.有限元数值分析技术本身要求工程设计研究人员掌握 1). 有限元数值分析技术的完善标志着现代计算力学的真正成熟和实用化,已在各种 力学中得到了广泛的应用。比如：，已杨为工程结构分析中最得以收敛的技术手段，现代功用大致有： a). 现代结构论证。对结构设计从内力，位移等方面进行优劣评定，从而进 行结构优化设计。 b)可取代部份实验，局部实验+有限元分析，是现代工程设计研究方法的一大 特点。 c)结构的各种功能分析（疲劳断裂，可靠性分析等）都以有限元分析工具作为 核心的计算工具。 2). 有限元数值分析本身包括着理论+技术实现（本身功用所绝定的） 有限元数值分析本身包括着泛函理论+分片插值函数+程序设计 2. 有限元分析的技术实现（近十佘年的事）更依赖于计算机程序设计 有限元分析的技术取得的巨大的成就，从某种意义上说，得益于计算机硬件技术的发展和程序设计技术的发展，这两者的依赖性在当代表现得更加突出。（如可视化技术） 3.从学习的角度，不仅要学习理论，而且要从程序设计设计角度对这些理论的技术实现有 一个深入的了解，应当致力于掌握这些技术实现能力，从而开发它，发展它。（理论本身还有待于进一步完美相应的程序设计必须去开发） 4.程序设计不仅是实现有限元数值分析的工具和桥梁，而且在以下诸方面也有意义： 1). 精通基本概念，深化理论认识； 2). 锻炼实际工程分析，实际动手的能力； 3). 获得以后工作中必备的工具。（作业+老师给元素库） 目的：通过讲述有限元程序设计的技术与技巧，便能达到自编自读的能力。 §0.2 课程特点 总描述：理论+算法+数据结构（程序设计的意义） 理论：有限元算法，构造，步骤，解的等外性，收敛性，稳定性，误差分析 算法；指求解过程的技术方法，含两方面的含义；a. 有限元数值分析算法，b, 与数据结构有关的算法（总刚稀疏存贮，提取，节点优化编号等） 数据结构：指各向量矩阵存贮管理与实现，辅助管理结构（指针，数据记录等） 具体特点： 理论性强：能量泛函理论+有限元构造算法+数据结构构造算法 内容繁杂：理论方法+技术方法+技术技巧 技巧性强：排序，管理结构（指针生成，整型运算等）
湖南大学 《有限单元法》编程大作业 专业：土木工程 姓名： 学号： 2013年12月
目录 程序作业题目： (3) 1、程序编制总说明 (3) 2、Matlab程序编制流程图 (3) 3、程序主要标示符及变量说明 (4) 4、理论基础和求解过程 (5) 4.1、构造插值函数 (5) 4.2位移插值函数及应变应力求解 (5) 5.程序的验证 (6) 附录：程序代码 (15)
程序作业题目： 完成一个包含以下所列部分的完整的有限元程序( Project) 须提供如下内容的文字材料（1500字以上）： ①程序编制说明； ②方法的基本理论和基本公式； ③程序功能说明； ④程序所用主要标识符说明及主要流程框图； ⑤ 1～3 个考题：考题来源、输出结果、与他人成果的对比结果（误差百分比）； ⑥对程序的评价和结论（包括正确性、适用范围、优缺点及其他心得等）。 须提供源程序、可执行程序和算例的电子文档或文字材料。选题可根据各自的论文选题等决定。 1、程序编制总说明 a.该程序采用平面三角形等参单元，能解决弹性力学的平面应力、平面应变问题。 b.能计算单元受集中力的作用。 c.能计算结点的位移和单元应力。 d.考题计算结果与理论计算结果比较，并给出误差分析。 e.程序采用MATLAB R2008a编制而成。 2、Matlab程序编制流程图
图1 整个程序流程图 3、程序主要标示符及变量说明 1、变量说明： Node ------- 节点定义 gElement ---- 单元定义 gMaterial --- 材料定义，包括弹性模量，泊松比和厚度 gBC1 -------- 约束条件 gNF --------- 集中力 gk------------总刚 gDelta-------结点位移 输入结构控制参数 输入其它数据 形成整体刚度阵 引入支承条件 解方程，输出位移 求应力，输出应力 形成节点荷载向量 开始 结束 1 单元面积 求弹性矩阵 单元刚度矩阵 位移-应变矩阵 6 7 8 9 10 2 3 4 5
实验1 简单汇编语言程序设计 一、实验目的与要求 1．熟悉汇编语言运行、调试环境及方法。 2．掌握简单汇编语言程序的设计方法。 3．熟悉调试工具DEBUG，并运用DEBUG 工具调试程序。 二、实验内容 根据下列要求，编写汇编源程序，汇编连接汇编源程序，并利用DEBUG 工具调试程序，验证程序的正确性。 1. 若X、Y、R、W 是存放8 位带符号数字节单元的地址，Z 是16 位字单元的 地址。试编写汇编程序,完成Z←((W-X) ÷5-Y)?(R+ 2) 。 2.试编写一个程序，测试某数是否是奇数。如该数是奇数，则把DL 的第0 位置1，否则将该位置0。 三、实验报告要求 1.程序算法流程图。 2.源程序清单。 3.程序运行结果。 4.调试过程中遇到的问题和解决的方法。
实验2 分支及循环程序设计 一、实验目的与要求 1．熟悉汇编语言运行、调试环境及方法。 2．掌握分支程序和循环程序的设计方法。 3．熟悉调试工具DEBUG，并运用DEBUG工具调试程序。 二、实验内容 根据下列要求，编写汇编源程序，汇编连接汇编源程序，并利用DEBUG工具调试程序，验证程序的正确性。 1.编写汇编程序，统计某存储区若干个数据中英文字母的个数，并将结果在屏幕上显示。 2.从键盘任意输入一组字符数据，请编写汇编程序将该组数据加密后在屏幕上显示。参考加密方法是：每个数乘以2。（说明：本题的加密方法，同学们可以自己拟定） 三、实验报告要求 1.程序算法流程图。 2.源程序清单。 3.程序运行结果。 4.调试过程中遇到的问题和解决的方法。
实验3 子程序程序设计 一、实验目的与要求 1．熟悉汇编语言运行、调试环境及方法。 2．掌握子程序的设计方法。 3．熟悉调试工具DEBUG，并运用DEBUG工具调试程序。 二、实验内容 根据下列要求，编写汇编源程序，并利用DEBUG工具调试程序，验证程序的正确性。 1.编程以十进制形式和十六进制形式显示AX的内容，并把两个显示功能分别封装成子程序dispDEC和dispHEX。 2.设在以EXAMSCORE为首地址的数据缓冲区依次存放某班10名同学5门功课的成绩，现要统计各位同学的总分，并将总分放在该学生单科成绩后的单元，并调用第1个程序封装好的子程序，以十进制方式显示统计情况，显示格式自行设计。请编程完成此功能。数据缓冲区参考数据定义如下： EXAMSCORE DB 01 ;学号 DB 89,76,54,77,99 ;单科成绩 DW ? ;该学生的总分 DB 02 ;学号 DB 79,88,64,97,92 ;单科成绩 DW ? ;该学生的总分 三、实验报告要求 1.程序算法流程图。 2.源程序清单。 3.程序运行结果。 4.调试过程中遇到的问题和解决的方法。
机床重要部件的有限元分析及优化设计 摘要本文选取了某型机床中的重要部件床身作为研究对象，利用Solidworks软件进行三维设计造型，分析其在极限工作条件下的受力情况，并利用有限元分析软件ANSYS对模型进行受力分析和模态分析，得出了极限工作条件下，床身的受力、变形和振动的情况，找出设计中存在的缺陷进行优化设计，为机床的设计提供参考依据。 关键词机床；重要部件；有限元；优化设计 机床是加工制造的最基本的设备，它是由多个零部件组成的复杂组合结构，其机构的设计对机床的加工性能影响很大。传统的设计需要在原型设计的基础上经过长期的实践，不断改进，逐渐完善，最终定型为一个成熟的产品。现代的设计中，可以充分利用各种分析软件，在设计阶段就能够及时发现和解决原设计中存在的问题，对实现并行设计，提高质量和生产效率起到了非常重要的作用。 机床的各零部件中，床身作为支承和定位的主要零件对机床整体刚性和精度起到关键性作用。本文选取了某厂CK6150型车床作为研究对象，综合分析了该机床在受到综合应力的情况下，床身的受力、变形和振动情况，并对设计中的缺陷进行优化设计。 1 机床的三维造型 此次设计采用Solidworks软件对机床各个零部件进行设计造型并进行整机装配。 2 受力及约束分析 床身在加工中受到的应力主要有切削力和工艺系统的重力。 为了模拟机床在极限工作条件下的变形和振动情况，此次分析中模拟了加工φ500*1000mm的45钢棒料毛坯，使用45°外圆车刀，背吃刀量ap=5mm，进给量f=0.5mm，切削速度vc=500r/mm，切削点位置为毛坯中段。 1）由切削45钢主切削力公式Fc≈2ap·f （kN）得： Fc≈2ap·f =2*5*0.5=5 kN 由吃刀抗力公式Fp≈（0.2～0.5）Fc，估算出： Fp≈4kN 由进给抗力公式Ff≈（0.1～0.4）Fc，估算出：
第1章汇编语言基础知识（全） 2010-10-18 19:32:40| 分类：答案集锦| 标签：|字号大中小订阅 第1章汇编语言基础知识 〔习题1.1〕简述计算机系统的硬件组成及各部分作用。 〔解答〕 CPU：包括运算器、控制器和寄存器组。运算器执行所有的算术和逻辑运算；控制器负责把指指令逐条从存储器中取出，经译码分析后向机器发出各种控制命令，并正确完成程序所要求的功能；寄存器组为 处理单元提供所需要的数据。 存储器：是计算机的记忆部件，它用来存放程序以及程序中所涉及的数据。 外部设备：实现人机交换和机间的通信。 〔习题1.2〕明确下列概念或符号： 主存和辅存，RAM和ROM，存储器地址和I/O端口，KB、MB、GB和TB 〔解答〕 主存又称内存是主存储器的简称，主存储器存放当前正在执行的程序和使用的数据，CPU可以直接存取，它由半导体存储器芯片构成其成本高、容量小、但速度快。辅存是辅助存储器的简称，辅存可用来长期保存大量程序和数据，CPU需要通过I/O接口访问，它由磁盘或光盘构成，其成本低、容量大，但速 度慢。 RAM是随机存取存储器的英语简写，由于CPU可以从RAM读信息，也可以向RAM写入信息，所以RAM也被称为读写存储器，RAM型半导体存储器可以按地址随机读写，但这类存储器在断电后不能保存信息；而ROM中的信息只能被读出，不能被修改，ROM型半导体通常只能被读出，但这类存储器断电 后能保存信息。 存储器由大量存储单元组成。为了区别每个单元，我们将它们编号，于是，每个存储单元就有了一个存储地址，I/O接口是由一组寄存器组成，为了区别它们，各个寄存器进行了编号，形成I/O地址，通常 称做I/O端口。 KB是千字节、MB是兆字节、GB是吉字节和TB是太字节，它们都是表示存储器存储单元的单位。 〔习题1.3〕什么是汇编语言源程序、汇编程序、目标程序？ 〔解答〕 用汇编语言书写的程序就称为汇编语言源程序；完成汇编工作的程序就是汇编程序；由汇编程序编 译通过的程序就是目标程序。
第23卷第4期浙江水利水电专科学校学报Vol．23No．42011年12月J．Zhejiang Wat．Cons ＆Hydr．College Dec．2011 基于SolidWorks 软件的连杆有限元分析与优化设计 王 莺1，叶 菁 2 （1．浙江水利水电专科学校，浙江杭州310018；2．浙江省天正设计工程有限公司，浙江杭州310012） 摘要：CAE （计算机辅助分析）已是产品开发中不可或缺的环节．利用CAE 的结果，可以更有效地控制产品质量， 降低因修正错误所耗费的成本．通过利用三维CAD 软件SolidWorks 对连杆建模，并利用SolidWorks 提供的COS-MOSXpress 工具进行有限元分析，根据设计要求对连杆的结构进行优化，经测试连杆的优化设计是可行的．关键词：SolidWorks ；COSMOSXpress ；连杆；有限元分析；结构优化中图分类号：TP391．77 文献标志码：A 文章编号：1008－536X （2011）04- 0051-03Finite Element Analysis and Optimization Design of Connecting Rod Based on SolidWorks WANG Ying 1，YE Jing 2 （1．Zhejiang Water Conservancy and Hydropower College ，Hangzhou 310018，China ；Zhejiang Titan Design and Engineering CO．LTD．，Hangzhou 310012，China ） Abstract ：CAE （computer-aided analysis ）is an integral part of product development．By using of CAE ，the product quality can be controlled more effectively ，while the cost of error correcting can be reduced．In this paper ，3D modeling of Con-necting Rod is set up based on SolidWork ，and finite element analysis of Connecting Rod is also made by using COSMOSX-press．The structure is optimized in order to meet design requirements ，which is proved to be feasible by test．Key words ：SolidWorks ；COSMOSXpress ；connecting rod ；finite element analysis ；structure optimization 收稿日期：2011-10-14基金项目：2011年度浙江水利水电专科学校校级科研基金资助 项目（XKY-201105）作者简介：王莺（1978－），女，浙江杭州人，讲师．主要从事 CAD /CAM 及虚拟产品设计开发的研究工作． 0引言 在过去，一个机械零部件设计完成后，需要加工一个样品来做简单的破坏性检测，觉得可以就去 开模子了．经常等到作品完成后或在开模时，才发现大问题．所以成本高，质量也不一定牢靠．而在软 件应用分析能力大幅提高的今天， CAE （计算机辅助分析）已是产品开发中不可或缺的环节．利用 CAE 的结果，可以更有效地控制产品质量，降低因修正错误所耗费的成本 ［1－2］ ． SolidWorks 软件是一个非常方便、实用的三维建模造型软件，并且它具有强大的CAE （计算机辅助分析）功能 ［3］ ．而CAE 的核心计算方法就是有限 元分析．用户可通过SolidWorks 提供的COSMOSX-press 工具进行有限元分析．有限元模型和产品的几何模型是相关的，经过建模和分析后，用户将得到 系统计算出的结构反应（变形、应力等）．如果计算的结果不符预期，那么用户就可修改参数再次分 析， 直到达到可接受的设计值为止［4］ ．连杆是机械传动中应用比较广泛的零件．本文主要介绍如何通过SolidWorks 软件对连杆三维建模并进行有限元分析及优化设计，以满足设计要求． 1连杆的设计要求 连杆的结构尺寸见图1，材料为1060铝合金， 若施加垂直于大圆内圆面的力9800N ，则连杆的最大位移变形不得超过0．005mm． 2连杆的几何建模 根据图1连杆的尺寸要求，用SolidWorks 软件的拉伸、切除、圆角等命令创建连杆的三维模型，见图2．
有限元分析软件 有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50 年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。 有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC 四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS 在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC 进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA 以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。ABAQUS专注结构分析目前没有流体模块。MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。 结构分析能力排名：ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS 流体分析能力排名：ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS 耦合分析能力排名：ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS 性价比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC ABAQUS 软件与ANSYS 软件的对比分析： 1．在世界范围内的知名度：两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。ANSYS 软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。由于ANSYS 产品进入中国市场早于ABAQUS，并且在五年前ANSYS 的界面是当时最好的界面之一，所以在中国，ANSYS 软件在用户数量和市场推广度方面要高于ABAQUS。但随着ABAQUS北京办事处的成立，ABAQUS软件的用户数目和市场占有率正在大幅度和稳步提高，并可望在今后的几年内赶上和超过ANSYS。 2．应用领域：ANSYS 软件注重应用领域的拓展，目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。ABAQUS 则集中于结构力学和相关领域研究，致力于解决该领域的深层次实际问题。 3．性价比：ANSYS 软件由于价格政策灵活，具有多种销售方案，在解决常规的
目录 目录 (1) 1. 优化设计基础 (2) 1.1 优化设计概述 (2) 1.2 优化设计作用 (3) 1.3 优化设计流程 (3) 2. 问题描述 (4) 3. 问题分析 (5) 4. 结构静力学分析 (6) 4.1 创建有限元模型 (6) 4.2 创建仿真模型并修改理想化模型 (7) 4.3 定义约束及载荷 (7) 4.4 求解 (8) 5. 结构优化分析 (9) 5.1 建立优化解算方案 (9) 5.2 优化求解及其结果查看 (11) 6. 结果分析 (13) 7. 案例小结 (14)
1.优化设计基础 1.1优化设计概述 优化设计是将产品/零部件设计问题的物理模型转化为数学模型，运用最优化数学规划理论，采用适当的优化算法，并借助计算机和运用软件求解该数学
模型，从而得出最佳设计方案的一种先进设计方法，有限元被广泛应用于结构设计中，采用这种方法任意复杂工程问题，都可以通过它们的响应进行分析。 如何将实际的工程问题转化为数学模型，这是优化设计首先要解决的关键问题，解决这个问题必须要考虑哪些是设计变量，这些设计变量是否受到约束，这个问题所追求的结果是在优化设计过程要确定目标函数或者设计目标，因此，设计变量、约束条件和目标函数是优化设计的3个基本要素。 因此概括来说，优化设计就是：在满足设计要求的前提下，自动修正被分析模型的有关参数，以到达期望的目标。 1.2优化设计作用 以有限元法为基础的结构优化设计方法在产品设计和开发中的主要作用如下： 1）对结构设计进行改进，包括尺寸优化、形状优化和几何拓扑优化。2）从不合理的设计方案中产生出优化、合理的设计方案，包括静力响应优化、正则模态优化、屈曲响应优化和其他动力响应优化等。 3）进行模型匹配，产生相似的结构响应。 4）对系统参数进行设别，还可以保证分析模型与试验结果相关联。 5）灵敏度分析，求解设计目标对每个设计变量的灵敏度大小。 1.3优化设计流程 不同的优化软件其操作要求及操作步骤大同小异。一般为开始、创建有限元模型、创建仿真模型、定义约束及载荷，然后进行结构分析，判断是否收
有限元分析软件的比较（购买必看）－转贴 随着现代科学技术的发展，人们正在不断建造更为快速的交通工具、更大规模的建筑物、更大跨度的桥梁、更大功率的发电机组和更为精密的机械设备。这一切都要求工程师在设计阶段就能精确地预测出产品和工程的技术性能，需要对结构的静、动力强度以及温度场、流场、电磁场和渗流等技术参数进行分析计算。例如分析计算高层建筑和大跨度桥梁在地震时所受到的影响，看看是否会发生破坏性事故；分析计算核反应堆的温度场，确定传热和冷却系统是否合理；分析涡轮机叶片内的流体动力学参数，以提高其运转效率。这些都可归结为求解物理问题的控制偏微分方程式，这些问题的解析计算往往是不现实的。近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析（FEA，Finite Element A nalysis）方法则为解决这些复杂的工程分析计算问题提供了有效的途径。在工程实践中，有限元分析软件与CAD系统的集成应用使设计水平发生了质的飞跃，主要表现在以下几个方面： 增加设计功能，减少设计成本； 缩短设计和分析的循环周期； 增加产品和工程的可靠性； 采用优化设计，降低材料的消耗或成本； 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题； 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费； 进行机械事故分析，查找事故原因。 在大力推广CAD技术的今天，从自行车到航天飞机，所有的设计制造都离不开有限元分析计算，FEA在工程设计和分析中将得到越来越广泛的重视。国际上早20世纪在50年代末、60年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。其中最为著名的是由美国国家宇航局（NASA）在1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的NASTRAN有限元分析系统。该系统发展至今已有几十个版本，是目前世界上规模最大、功能最强的有限元分析系统。从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了一批规模较小但使用灵活、价格较低的专用或通用有限元分析软件，主要有德国的ASKA、英国的PA FEC、法国的SYSTUS、美国的ABQUS、ADINA、ANSYS、BERSAFE、BOSOR、COSMOS、ELAS、MARC和STARDYNE等公司的产品。 以下对一些常用的软件进行一些比较分析： 1. LSTC公司的LS-DYNA系列软件
第四章MCS-51汇编语言程序设计 重点及难点： 单片机汇编语言程序设计的基本概念、伪指令、单片机汇编语言程序的三种基本结构形式、常用汇编语言程序设计。 教学基本要求： 1、掌握汇编语言程序设计的基本概念； 2、掌握伪指令的格式、功能和使用方法； 3、掌握顺序结构、分支结构和循环结构程序设计的步骤和方法； 4、掌握常用汇编语言程序设计步骤和方法。 教学内容 §4.1汇编语言程序设计概述 一、汇编语言的特点 （1）助记符指令和机器指令一一对应，所以用汇编语言编写的程序效率高，占用存储空间小，运行速度快，因此汇编语言能编写出最优化的程序。 （2）使用汇编语言编程比使用高级语言困难，因为汇编语言是面向计算机的，汇编语言的程序设计人员必须对计算机硬件有相当深入的了解。 （3）汇编语言能直接访问存储器及接口电路，也能处理中断，因此汇编语言程序能够直接管理和控制硬件设备。 （4）汇编语言缺乏通用性，程序不易移植，各种计算机都有自己的汇编语言，不同计算机的汇编语言之间不能通用；但是掌握了一种计算机系统的汇编语言后，学习其他的汇编语言就不太困难了。 二、汇编语言的语句格式 [<标号>]：<操作码> [<操作数>]；[<注释>] 三、汇编语言程序设计的步骤与特点 （1）建立数学模型 （2）确定算法 （3）制定程序流程图 （4）确定数据结构 （5）写出源程序 （6）上机调试程序 §4.2伪指令 伪指令是程序员发给汇编程序的命令，也称为汇编命令或汇编程序控制指令。 MCS- 51常见汇编语言程序中常用的伪指令：
第四章MCS-51汇编语言程序设计91 1．ORG （ORiGin）汇编起始地址命令 [<标号：>] ORG <地址> 2．END （END of assembly）汇编终止命令 [<标号：>] END [<表达式>] 3．EQU （EQUate）赋值命令 <字符名称> EQU <赋值项> 4．DB （Define Byte）定义字节命令 [<标号：>] DB <8位数表> 5．DW （Define Word）定义数据字命令 [<标号：>] DW <16位数表> 6．DS （Define Stonage ）定义存储区命令 [<标号：>] DW <16位数表> 7．BIT位定义命令 <字符名称> BIT <位地址> 8．DA TA数据地址赋值命令 <字符名称> DATA <表达式> §4.3单片机汇编语言程序的基本结构形式 一、顺序程序 [例4-1]三字节无符号数相加，其中被加数在内部RAM的50H、51H和52H单元中；加数在内部RAM的53H、5414和55H单元中；要求把相加之和存放在50H、51H和52H单元中，进位存放在位寻址区的00H位中。 MOV R0 ，# 52H ；被加数的低字节地址 MOV R1 ，# 55H ；加数的低字节地址 MOV A ，@ R0 ADD A ，@ R1 ；低字节相加 MOV @ R0 ， A ；存低字节相加结果 DEC R0 DEC R1 MOV A ，@ R0 ADDC A ，@ R1 ；中间字节带进位相加 MOV @ R0 ， A ；存中间字节相加结果 DEC R0 DEC R1 MOV A ，@ R0 ADDC A ，@ R1 ；高字节带进位相加 MOV @ R0 ， A ；存高字节相加结果 CLR A
有限元分析软件Ansoft在电机领域中的应用一ansoft软件各模块的简单介绍 1 RMxprt 该软件用于探索电机设计空间、快速确定设计方案，并能进行优化设计 它已经可以进行十三种电机类型的设计： 三相感应电机 单相感应电机 永磁无刷直流电机 永磁直流电机 通用电机 开关磁阻电机 调速运行永磁同步电机 自起动三相永磁同步电机 三相同步电机 三相同步发电机 永磁同步发电机 特点： ?向导式介面，参数化输入: 工作条件,几何尺寸, 材料特性 ?基于磁网路法的快速解析分析 ?详细的结果输出：图形和表格 ?利用对称条件生成最小有限元分析模型，用于电机动态过程详细有限元分析 ?参数化设计能力：尺寸、材料等无需指定。可用一定变化范围的变量表示 ?优化设计功能 ?求解时考虑材料非线性b – h特性 ?自动设计功能: 槽型设计和线规选择 ?提供丰富的预设计电机模型库
?输入数据自动验证 ?提供美国、中国材料库和公制、英制尺寸 ?针对电机种类的多种绕组型式和用户定义绕组连接方式 ?多种负栽种类: 恒功率、恒转矩、恒转速、风机水泵 ?三维斜槽和端部效应 ?无刷电机、开关磁阻电机、永磁同步电机驱动线路类型、控制方式选择和开关管参数设定 2. Maxwell 2D 二维电磁场、温度场，瞬态场分析软件，Maxwell? 2D 是一个功能强大、结果精确、易于使用的二维电磁场有限元分析软件，一般在电磁物体满足轴向均匀或RZ对称的条件下采用。 3. Maxwell 3D 包括电场、稳态磁场和交流磁场、动态电磁场、损耗计算和热分析模块，其核心是针对三维电磁场分析而优化的有限元技术。向导式的用户界面、精度驱动的自适应剖分技术和强大的后处理器使得Maxwell 3D成为业界最佳的高性能三维电磁设计软件。可以分析涡流、位移电流、集肤效应和领近效应具有不可忽视作用的系统，得到电机、母线、变压器、线圈中涡流的整体特性。功率损耗、线圈损耗、某一频率下的阻抗(R和L)、力、转矩、电感、储能等参数可以自动计算。同时也可以给出整个相位的磁力线、B和H 分布图、能量密度、温度分布等图形结果。 4. Optimetrics Optimetrics是Maxwell 3D的选件模块，用于优化、参数分析和敏感性分析。Optimetrics为设计者评估特定参数和目标函数之间关系最终进行装置优化提供了有力工具。采用宏功能，仿真过程中可以对形状、激励/边界条件、频率等进行参数分析优化。 OPTIMETRICS是绝佳的参数化和优化引擎，它可让用户从一非常简洁易用的界面执行参数分析、敏感性分析、优化和其他许多设计研究。OPTIMETRICS模块驱动ANSOFT的电磁场解算器，使工程师们能用精确电磁场仿真来设计电子器件和产品。采用OPTIMETRICS，就可以很快很轻易地执行大量的设计变量、优化器件，并自动进行实验设计研究来推导出敏感性和不确定性与制造容差之间的函数关系。 OPTIMETRICS自动产生和修改宏。用户建立一个项目并定义要改变的独立参数。宏编辑器模块自动解释宏文本中的特显行，使用户可定义独立变量，然后用户再定义在参数分析中需计算的非独立变量，或在优化中需最小化的COST函数。非独立变量和COST函数在HFSS中可以是任意的计算值：场值、S-参数、频率响应、本征模、阻抗等。HFSS执行所要求的计算，向参数分析提供便利的表格形式的输出，向优化提供最佳的设计要求。报告生成器使用户能绘出参数仿真中独立参数与非独立参数间的关系以及优化中费用函数及其他度量与周期的关系。 5. simplorer 二沈阳ansoft电磁场培训笔记摘要
考核方式与要求 期末总成绩构成：期末开卷考试60% + 平时作业10% + 实验和实验报告30%。 1、试卷考核方式与要求 “汇编语言程序设计”的课程要求是使学生具有一定的程序设计能力。虽然课程是通过80x86微处理机来开展教学的，但学习的重点不仅仅是学会80x86指令的语法和规范，更重要的是通过多读程序、多练习编写程序来掌握程序设计的基本方法和技术，要求学生在工作中遇到其他机型，都应该能利用所掌握的方法和技术顺利解决实际问题。因此，我们在教学过程的各个环节，特别是具有指挥棒作用的考核环节中，着重体现了“能力培养是首位”的指导思想。 为此，汇编课一直实行多元化考核方式，在考核评分上，平时练习和上机实验占40％，期末考试占60％。期末考试实行开卷考试，这样学生平时学习的关注点就会放在分析问题和编程实现的方法上，有利于学生开阔思路，发挥自身创造力。每年设计开卷考试的考题是有一定难度的，教师必须非常熟悉课程的知识点、重点和难点，以及体现这些知识和能力水平的多种题目类型。 2、实验方式与要求 实验的目标为：加强课堂上相关理论和技术学习的有效性；提高学生上机编程和调试的能力；培养学生科学实践的理念和独立分析问题、解决问题的能力。其设计思想是：实验内容兼顾基础性和综合性，实验题目由简单→复杂，程序功能由单一→综合，实验安排有基本要求题＋自选题，实验题类型有验证型和自主创新设计型。 √实验课组织形式： 1．系教学实验室按课程要求负责上机环境配置及实验设备管理； 2．以班为单位组织上机实验，并将上机时间安排表发至每位同学； 3．每单元实验课安排一位助教（助博）负责实验指导和答疑； 4．学生每做完一个实验即可提交老师验收，老师将实验运行结果记录下来作为实验成 绩的依据。验收时教师要注意发现比较突出的好的实验例题（完成时间短、程序运行效率高）； 5．要求提交实验报告，根据实验报告及实验运行结果的记录，评出实验成绩，实验成 绩一般占总成绩的30％。 √教师指导方法： 1．大课集体指导。每学期实验前教师安排一次实验指导课，讲解实验方法和实验要求； 2．每次实验课都安排助教（助博）进行个别或集体的实验指导和答疑； 3．对具有共性的、问题比较多的实验，主讲教师在课堂上再进行集体指导； 4．每学期对实验中出现的问题，对照实验题目进行分析、总结，以利于以后的教学。 5．对于实验中有创新点的学生，还可以请他上讲台为同学们介绍他的设计思路，引发大家展开讨论。
汇编语言程序设计实验 网络*** *** 实验一 顺序与分支程序设计 一 、实验目的 1) 掌握顺序程序设计方法。 2) 掌握分支程序的结构及分支程序的设计，调试方法。 2) 学习数据传送及算术和逻辑运算指令的用法。 3) 熟悉在pc 机上建立、汇编、连接、调试和运行汇编语言程序的过程。 二、实验内容 1.实验六 从键盘上接收一位十进制数x ，计算y 值，并以十六进制形式显示出来，y 按下列公式计算。 ???????===-=+=) 6(2/) 5()4(2) 3(22 2 2X X X X X X X X X X Y 2..实验七 实验内容：从键盘上接收两个一位十六进制数x 和y ，然后再输入一个a-d 之间的一个字符，按下列要求计算。 a) 当输入字符为a ，则计算x+y ，并以十六进 制形式显示出来 b) 当输入字符为b ，则计算|x-y|，并以十六进制形式显示出来 c) 当输入字符为c ，则计算x*y ，并以十六进制形式显示出来 d) 当输入字符为d ，则计算x/y ，并以十六进制形式显示出来 三、实验代码 实验六 DATE SEGMENT X DB ?
DATE ENDS ；数据段 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATE START:MOV AX,DATE ；代码段 MOV DS,AX ；初始化ds寄存器 MOV AH,1 INT 21H ；读文件到缓冲区 CMP AL,33H ；比较指令 JB L0 ；A汇编语言的编程步骤与调试方法
汇编语言的编程步骤与调试方法 一、汇编源程序的建立 1. 使用工具 (1)EDIT,记事本等文本编辑软件，编辑源程序，保存为.asm文 件； (2)ASM,MASM汇编程序，对源程序进行汇编，生成.obj文件- 目标文件，以及调试用.LST-列表文件和.CRF-交叉引用表； (3)Link连接程序，对使用的目标文件和库文件进行连接，生 成.exe文件，同时调试用.map-地址映像文件； 如果源程序无语法错误，上述三步将生成可运行的.exe文件， 如果运行结果无误，则完成对汇编程序的编程，如果运行后结果存 在错误，需要进行调试。 (4)Debug调试程序，对.exe文件进行调试，修改，直到程序正 确。 图3 目标程序生成步骤图2. 编程过程 (1)用文本编辑软件，编写扩展名为.asm的源文程序文件。 (2)用汇编程序对编好的源文件进行汇编。 命令行：masm [*.asm] ↙ 如果源文件中存在语法错误，则汇编程序将指出错误类型及位置，可根据这些信息重新编辑源文件，直至无语法错误，汇编后，将生成指定名称的目标文件.obj。 使用MASM50汇编程序进行汇编，输入命令行masm或者masm *.asm后，根据提示，输入文件名，在汇编没有错误的情况下，如屏幕所示：汇编程序可生成三个文件，*.obj，*.lst和*.crf。 *.obj-目标文件，用于连接生成可执行文件； *.lst-列表文件(可选)，汇编语言汇编的机器语言与汇编语言对照表，可用于
调试； *.crf-交叉引用文件（可选），给出了用户定义的所有符号和对每个符号定义、引用的行号。 (3)目标文件的连接 命令行：link [*.obj] [*.obj] [*.lib] ↙ 连接程序，将多个目标程序及库文件，连接生成可执行的*.exe文件,同时可选择生成*.map文件。 *.map-地址映像文件，给出内存地址分配的有关信息。 下图所示屏幕，为Link连接两个目标文件，没有错误的情况下，生成*.exe 文件。 (4)执行程序 执行*.exe文件，观察程序运行结果，如果存在错误，需要进行调试。调试工具DEBUG是针对汇编语言程序设计的一种调试工具，熟练使用DEBUG有助于汇编语言程序员对于逻辑错误的调试。 二、汇编程序的调试
第七章汇编语言程序设计基本方法1．教学目的：掌握微型汇编语言程序分析和设计方法 2．教学要求： ①熟悉汇编语言程序设计的基本步骤。 ②掌握程序流程图的使用，会利用其分析问题。 ③掌握汇编语言的顺序、分支、循环程序的设计。 ④了解实模式下80386及其后继机型的汇编语言的程序设计3．教学重点： ①利用流程图分析问题。 ②顺序、分支、循环程序的设计。 4．掌握难点： ①分支程序设计 ②循环程序设计 5．教学进程安排：P137～P168 6．教学方法： 课堂讲授 7．教学内容摘要： 7.1 汇编语言程序设计概述 7.1.1 汇编语言程序设计的基本步骤 1．分析问题，抽象出描述问题的数学模型 2．确定算法 3．绘制流程图 4．分配存储空间和工作单元 5．编写程序 6．静态检查 7．上机调试运行 7.1.2 程序流程图 1. 用自然语言表示算法 2. 流程图的组成 ⑴执行框(矩形框) ⑵判别框(菱形框) ⑶开始框和终止框 ⑷指向线 ⑸连接点 3. 三种基本结构和改进的流程图 ⑴传统流程图的弊端 ⑵三种基本结构 ①顺序结构 ②选择结构 ③循环结构
图7.4 顺序结构图图7.5 选择结构图 4. 结构化程序设计的特点 ⑴只有一个入口 ⑵只有一个出口 ⑶各功能框均可执行 ⑷结构中无死循环 7.2 顺序程序设计 顺序结构程序是最简单的程序，在顺序结构程序中，指令按照先后顺序一条条执行。 【例7-3】将—个字节压缩BCD码转换为两个ASCII码。 7.3 分支程序设计 7.3.1 分支程序的结构形式 分支程序结构可以有两种形式，如图7.6 (1) IF_THEN_ELSE结构 (2) CASE结构 7.3.2 分支程序设计方法 程序的分支一般用条件转移指令来产生，利用转移指令不影响条件码的特性，连续地使用条件转移指令使程序产生了多个不同的分支，而对于数组中的每一个数，它只能是多个分支中的某一个。 【例7-5】在附加段中，有一个按从小到大顺序排列的无符号数数组，其首地址存放在DI 寄存器中，数组中的第一个单元存放着数组长度，在AX中有一个无符号数，要求在数组中查找(AX)，如找到，则使CF=0，并在SI中给出该元素在数组中的偏移地址；如未找到，则使CF=1。 【例7-6】折半查找算法程序 7.3.3 跳跃表法
深圳大学实验报告 课程名称微型计算机技术 项目名称实验二：简单汇编语言程序设计与调试 学院 专业 指导教师 报告人学号 实验时间 2015-11-01 提交时间 2015-11-15 教务处制
一、实验目的与要求 1.1掌握使用运算类指令编程及调试方法。 1.2掌握运算类指令对各个状态标志位的影响及其测试方法。 二、实验内容与方法 8086/8088指令系统提供了实现加、减、乘、除运算的基本指令，可对表2-1所示的数据类型进行算术运算。 表2-1 数据类型算术运算表 2.1二进制双精度加法运算 2.1.1 实验要求： 计算X+Y=Z，将结果Z存入某存储单元。 2.1.2 实验原理： 本实验程序是双精度(2个16位，既32位)运算，利用累加器AX，先求低16位和，并存入低址存储单元，后求高16位和，再存入高址存储单元。由于低位和可能向高位有进位，因而高位字相加语句需要用ADC指令，则低位相加有进位时，CF=1，高位字相加时，同时加上CF中的1。 2.1.3 参考程序清单： STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?) STACK ENDS DATA SEGMENT XL DW ？；请在此处给X低位赋值 XH DW ？；请在此处给X高位赋值 YL DW ？；请在此处给Y低位赋值 YH DW ？；请在此处给Y高位赋值 ZL DW ？ ZH DW ？ DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX
MOV AX,XL ；X的值送AX ADD AX,YL ；X低位加Y低位 MOV ZL,AX ；存低位和 MOV AX,XH ；X高位送AX ADC AX,YH ；X高位加Y高位 MOV ZH,AX ；存高位和 CODE ENDS END START 2.2十进制数的BCD码减法运算 2.2.1 实验要求： 计算X-Y=Z，其中X，Y，Z为BCD码。 2.2.2 参考实验程序及流程图如下： STACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?) STACK ENDS DATA SEGMENT X DW ? ；请在此处给X赋值 Y DW ? ；请在此处给Y赋值 Z DW ? DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AH,00H SAHF MOV CX,0002H MOV SI,OFFSET X MOV DI,OFFSET Z A1: MOV AL,[SI] SBB AL,[SI+02H] DAS
P 9 m 9 m 一、题目 如图1所示，一个厚度均匀的三角形薄板，在顶点作用沿板厚方向均匀分布的竖向载荷。已知：P=150N/m，E=200GPa，=，t=，忽略自重。试计算薄板的位移及应力分布。 要求： 1.编写有限元计算机程序，计算节点位移及单元应力。（划分三角形 单元，单元数不得少于30个）； 2.采用有限元软件分析该问题（有限元软件网格与程序设计网格必 须一致），详细给出有限元软件每一步的操作过程，并将结果与程序计算结果进行对比（任选取三个点，对比位移值）； 3.提交程序编写过程的详细报告及计算机程序； 4.所有同学参加答辩，并演示有限元计算程序。 有限元法中三节点三角形分析结构的步骤如下： 1）整理原始数据，如材料性质、荷载条件、约束条件等，离散结构并进行单元编码、结点编码、结点位移编码、选取坐标系。 2）单元分析，建立单元刚度矩阵。 3）整体分析，建立总刚矩阵。 4）建立整体结构的等效节点荷载和总荷载矩阵 5）边界条件处理。 6）解方程，求出节点位移。 7）求出各单元的单元应力。 8）计算结果整理。 一、程序设计
网格划分 如图，将薄板如图划分为6行，并建立坐标系，则 X Y P X Y P 节点编号 单元编号
刚度矩阵的集成 建立与总刚度矩阵等维数的空矩阵，已变单元刚度矩阵的集成。 由单元分析已知节点、单元的排布规律，继而通过循环计算求得每个单元对应的节点序号。 通过循环逐个计算：（1）每个单元对应2种单元刚度矩阵中的哪一种； （2）该单元对应总刚度矩阵的那几行哪几列 （3）将该单元的单元刚度矩阵加入总刚度矩阵的对应行列 循环又分为3层循环：（1）最外层：逐行计算 （2）中间层：该行逐个计算 （3）最里层：区分为第奇/偶数个计算 单元刚度的集成： [][] [][] [][] ' ' ' ' ' ' 2 1 56 56 6 6 56 56 2 6 6 2 56 56 1 6 6 1 e Z e e e Z e Z e e e e k k k K k k k k k k + ? + + = ? = ? = = ? = = ? = ? ? ? ? ? ? 边界约束的处理：划0置1法 适用：这种方法适用于边界节点位移分量为已知(含为0)的各种约束。 做法： （1）将总刚矩阵〔K〕中相应于已知位移行主对角线元素置1，其他元素改为零；同 时将载荷列阵｛R｝中相应元素用已知位移置换。 ◎这样，由该方程求得的此位移值一定等于已知量。 （2）将〔K〕中已知位移相应的列的非主对角成元素也置0，以保持〔K〕的对称性。 ◎当然，在已知位移分量不为零的情况下，这样做就改变了方程左端的数值，为 保证方程成立，须在方程右端减去已知位移对该方程的贡献——已知位移和相应总刚元素的乘积。◎若约束为零位移约束时，此步则可省去。 特点： （1）经以上处理同样可以消除刚性位移(约束足够的前提下)，去掉未知约束反力。 （2）但这种方法不改变方程阶数，利于存贮。