Тематическое исследование: Программирование SkyCiv и Python для структурного анализа плоских рам

Вы когда-нибудь задавались вопросом, как по существу работает структурное программное обеспечение?? Просто продолжайте читать, и вы узнаете, как мы можем использовать платформу SkyCiv и программирование на Python, на примере, разработанном в классе структурного анализа..

Краткий обзор структурного анализа

Мы часто используем доступное программное обеспечение для решения структурного анализа, что приводит к силам, смещение, подчеркивает, и т.д. Проще говоря, проблема принимает следующий вид:Fзнак равноК∙d

Ф=К∙d

$F = K bullet d$

куда:

• F - вектор силы
• K - жесткость конструкции
• d - поле смещения

Основная цель состоит в том, чтобы преобразовать непрерывную структуру в дискретную. “куски” сборки и анализировать ее, получение сил и перемещений. Должен идти общий путь:

• Предварительная обработка: первый шаг в структурном анализе, где мы получаем данные структуры, геометрия, свойства материала, и загружает и завершает работу, когда глобальный матрица жесткости построен.
• Процесс: где мы решаем предыдущее выражение, Fзнак равноК∙d Ф=К∙d$F=Kbullet d$. Некоторые общепринятые методы решения системы линейных уравнений - Гаусса-Жордана., исключение Гаусса, и т.д.
• Постобработка: заключительная часть для отображения результатов с точки зрения сил и напряжений, если необходимо.

Пример плоской рамы

Пример случая состоит из регулярного плоского каркаса (фигура 1).

фигура 1. Пример структурного 2D-фрейма

Свойства элемента для столбцов, балки, и материалы:

Свойства бетона:

• Прочность материала, е′сзнак равно20Mпа f′c=20 МПа$f'c = 20 MPa$
• Модуль для младших, Езнак равно17000Mпа Е=17000 МПа$E = 17000 MPa$

Программирование на Python и моделирование SkyCiv

Сейчас самое время начать работать параллельно с моделированием в Python и SkyCiv.. фигура 2 показывает входные данные (узлы, элементы, степени свободы, ориентация локальной оси) для кода, разработанного на Python. Вы можете сами проверить файл и запустить пример через этот ссылка на сайт.

фигура 2. Матричная функция локальной жесткости

В файле Python используется парадигма функционального программирования, поскольку его легко объяснить и разработать в классе.. Это состоит в разделении и завоевании, модульность построения кода и его методов.

При кодировании метода, наиболее важным является определение математической формулировки для применения. Мы будем использовать пучок Эйлера Бернулли.:

Различия в значениях (Скрипт Python и SkyCiv S3D) несовершеннолетние, примерно с 2.90% как среднее.

2. Осевые силы

фигура 5. Осевые силы, развиваемые в раме

Различия в значениях (Скрипт Python и SkyCiv S3D) несовершеннолетние, примерно с 2.65 % как среднее.

3. Силы сдвига

фигура 6. Силы сдвига, развиваемые в раме

4. Изгибающие моменты

фигура 7. Моменты переросли в кадр

Различия в значениях (Скрипт Python и SkyCiv S3D) несовершеннолетние, примерно с 6.81% как среднее.

5. Вывод

Этот пост послужил проверкой того, что Платформа SkyCiv является отличным ресурсом для образовательных целей благодаря своим мощным возможностям структурного анализа.. Использование программирования Python и сравнение результатов с точным программным обеспечением, таким как SkyCiv, является обязательным, что каждый инженерный курс должен включать в свое основное содержание.