1-4
Note: • v1.5 • 含教学版： 提供I/O 界面，但 不提供求 解文件
1-5
• 第2版，2008 • 39.80元 (含光 盘一张） 光盘：结构力 学求解器学生 版v2.5和教学 版v2.0
1-6
Note: • v2.5 • 含教学版：
1-7
• 参考书，不 是必须的
1-8
• License upto 2007-6-30 • Full Standard Version • Installment on PC in your dormitory • Please do not violate copyright rule • If you violate, you will not pass the course
do 10 i= 1,n b(i) = 0.0 do 10 j = 1,n b(i) = b(i) + a(i,j)*x(j) 10 continue
Fortran 90 :
real :: b(n),a(n,n),x(n) ... b = matmul(a,x)
matrix multiplication
1-2
References
• 袁驷，《程序结构力学》，高等教育出版 社，2001，2008(第2版 ) • 袁驷，叶康生，《Fortran 90 编程指南》， 高等教育出版社，2000 • 龙驭球、包世华，《结构力学 I—基础教程》 《结构力学 II—专题教程》，高等教育出 版社，2007
1-3
• 23.90元 (含光 盘一张） 光盘：结构力 学求解器学生 版和教学版
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三大基本关系
• 几何关系：
... 杆端位移协调、支座位移约束
• 平衡关系：
...
∑ Fx = 0, ∑ Fy = 0, ∑ M c = 0
• 物理关系：
... 应力和应变、内力与变形的关系
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面向计算机的结构力学
如何用计算机的方法建立上述三大关系？ —— 本课程的主要训练目标！
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经典结构力学
《程序结构力学》六性
•• •• •• •• •• ••
系统地培养计算机建模、编程、分析、计算能力 系统地培养计算机建模、编程、分析、计算能力
能力培养的系统性 能力培养的系统性 内容体系的完整性 内容体系的完整性 内容体系的一致性 内容体系的一致性 内容体系的综合性 内容体系的综合性 内容体系的现代性 内容体系的现代性 程序语言的先进性 程序语言的先进性
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矩阵方法
“机算”怕乱
矩阵方便 不乱
“手算”怕繁
逃避矩阵 怕繁
符号约定： 符号约定： A A — — 矩阵、向量 矩阵、向量 [[ ]] — — 矩阵 矩阵 { { } }— — 列向量（列阵） 列向量（列阵） T T— — 转置 [[ ]] 转置 -1 -1 — 逆 [[ ]] —逆
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结构力学 矩阵方法 程序语言 计算机计算
程序结构力学
F90淡化了矩阵与 程序的区别！
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程序结构力学
面向21世纪教学内容体系改革项目 清华大学土木系 (结构力学教研组)
主编与主讲: 袁 驷
Email: yuans@ 版权所有© 1997-2008
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内容目录
一、绪论 二、Fortran 90简介 三、结构的数字化 四、几何组成 五、静定结构 六、超静定结构 七、影响线 八、振动与稳定 2 4 3 3 4 4 1 9 共30 课时 1 2 1.5 1.5 2 2 0.5 4.5 共15周
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一、绪论 一、绪论
• 一个基础、两座大厦 • 《程序结构力学》六性 • 现代语言Fortran 90 • 矩阵方法 • 三大基本关系 • 面向计算机的结构力学
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一个基础、两座大厦 一个基础、两座大厦
“结构力学”改革思路 “结构力学”改革思路 —— —— 面向能力培养 面向能力培养
矩阵表达： ⎧ b1 ⎫ ⎡ a11 a12 ⎪b ⎪ ⎢ a ⎪ 2 ⎪ ⎢ 21 a22 ⎨ ⎬= M ⎪M⎪ ⎢ M ⎢ ⎪ ⎭ ⎣ an1 K ⎩bn ⎪ FORTRAN 77 /90:
K a1n ⎤ ⎧ x1 ⎫ K M ⎥⎪ x2 ⎪ ⎪ ⎥⎨ ⎪ ⎬ O M ⎥⎪ M ⎪ K a nn ⎥ ⎭ ⎩ x4 ⎪ ⎦⎪
覆盖了经典结构力学中几乎所有的问题 覆盖了经典结构力学中几乎所有的问题
从头至尾一致为精确单元、精确算法 从头至尾一致为精确单元、精确算法 广泛综合力学、数学、计算技术、程序技巧等内容 广泛综合力学、数学、计算技术、程序技巧等内容 有些内容（如振型计算）为学科前沿最新研究成果 有些内容（如振型计算）为学科前沿最新研究成果 采用先进的 Fortran 程序语言的精选子集 ELF90 采用先进的 Fortran90 90 程序语言的精选子集 ELF90
经典结构力学 经典结构力学
经典方法的分析能力 经典方法的分析能力 （定量的手算） （定量的手算）
程序结构力学
求解器
定性结构力学
程序结构力学 程序结构力学
计算机建模分析能力 计算机建模分析能力 （定量的电算） （定量的电算）
☺ ☺ 定性结构力学 定性结构力学
定性分析和判断能力 定性分析和判断能力 （定性的脑算） （定性的脑算）
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现代语言 Fortran 90
• 面向工程计算的现代语言 • 面向21世纪的语言(F95,…, F2003) ... F95标准已颁布, F2003正在制定 • 包含了C中所有利于工程计算的功能 • 包含了大部分面向对象的功能 ... 缺继承性，F2003将补齐为完备的面向对象 • 面向并行计算的语言 • 面向数组矩阵计算的语言
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矩阵数组运算例子
矩阵： • A = 0 或 [A] = [0]
• c = .0
• c = dot_product(x,y) c = sum(x*y)
• bi = ∑ j =1 aij x j
• b(i) = sum(a(i,:)*x)
• C=A+2B
• C = A + 2.0*B