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平面杆件结构有限元分析教学程序研制
概述
平面杆件结构是一种受力分布均匀的结构，其分析和设计有重要意义。本文主要介绍平面杆件结构有限元分析教学程序的研制，旨在提高学生对结构分析的理解和应用能力。本程序可用于教学和科研，具有良好的可操作性和实用性。
主要内容
1.建立模型
首先，需要建立平面杆件结构模型。可以使用常见的CAD软件或有限元建模软件进行模型建立。建立模型时应该注意几个方面：
（1）准确性。模型建立要尽可能真实反映实际结构，需要精确读取结构尺寸和截面形状，准确建立有限元模型。
（2）简化性。在保证模型准确的前提下，可以适当简化结构以提高计算效率。
（3）可供分析的连续模型。建立连续杆件模型，可以通过节点转角、弯矩和轴力的求解，对结构进行全部响应分析。
2.网格划分
建立好模型后需要进行网格划分。网格划分的好坏直接影响到模型有限元分析的结果。在网格划分的过程中，要注意以下几点：
（1）保持网格尺寸的一致性。网格尺寸尽可能一致，有助于减少计算误差。
（2）减小网格尺寸。在较大变化截面的情况下，可以增加网格密度，以提高分析精度。
（3）合理划分网格。网格的划分应该合理，尽量符合结构的物理特征。
3.分析
网格划分完成后，需要进行结构的分析。分析的主要内容包括：
（1）节点转角、弯矩、剪力。
（2）应力和应变等效。
（3）振动分析。
（4）动力响应分析。
为了避免由于数据误差造成的计算漏洞，可以将分析结果提供给不同的程序员，进行错误检查和校验，确保计算的准确性。
4.结果处理
数据处理和分析是有限元分析的重要部分。通过数据分析，可以确定结构分析所需计算和优化的对象。然后，根据计算结果，可以确定合理的结构设计方案。
5.结构优化
根据计算结果进行结构优化工作，主要有以下几个方面：
（1）尺寸调整。
对于不合理的尺寸，应进行调整。在结构分析优化中，应尽量避免结构过于臃肿和重量过大的情况，以提高结构的美观性和经济性。
（2）截面改进。
截面改进旨在改善结构的强度和稳定性。通过分析截面应力等效和应变等效，可以确定所需截面尺寸，并使用合理的截面材料。
6.程序应用
最终，需要将研制的有限元分析程序应用到实际操作中。程序应具备下列特点：
（1）易于操作。
程序的操作性分析是其应用至关重要的特点。需要编写相应的操作手册，对程序操作进行讲解，以方便使用者上手。
（2）显著的实用性。
程序应能实现结构优化目的。合理的结构设计应优化结构，实现设计目标，提高工程效率。
结论
随着计算机技术的发展，有限元分析可以方便快捷地对复杂结构进行分析，有效地提高结构设计的效率和质量。文中介绍了平面杆件结构有限元分析教学程序的研制，该程序将有助于提高学生对结构分析的理解和应用能力，在结构设计方面具有良好的可操作性和实用性。