【正文】 完美WORD格式 SM Solver 簡明教程編者: Local HUST 2009年3月31號第一部分：緒論在緒論里我想說明兩個問題，一個是一些題外的話，一個就是求解器的功能的說明。結構力學求解器即SM Solver是一個很輕巧的計算軟件，但是其功能相對來說來是比較強大的，其實它的操作并不復雜（相對其它一些工程上常用的計算軟件來說，如ANSYS），但是我在學習的過程中卻發(fā)現結構力學求解器的教程還真的是不多，在校圖書館里查找了一下沒有相關的書籍，在網上百度了一下沒有發(fā)現在什么有用的東西，我想是因為這個軟件很簡單沒有必要專門寫個教程，但是我想一個教程對一個初學者來說還是很有用的，我便有這樣一個自己試著去寫一個簡教程的想法，于是我就小小的研究了下這個程序。來給出一些簡單的供初學者入門的指導。當然由于我個人的水平有限再加上研究的時間也不長可能給大家寫的東西只是一些很粗糙的很表面的，希望大家在讀的過程中能夠夠給我多多提提寶貴的意見和建議幫助我進步，也幫助進一步的完善這個教程。對于結構力學求解器有很多的版本，為了明確期間，這里先簡單的介紹一下我用的這個求解器的版本。這個版本的相關信息：SM Solver for student （學生版）ISBN 790001523X清華大學土木系結構力學考研室研制高等教育出版社出品為什么要選擇這個版本有以下幾個原因：一：因為這個教程我主要面對學生的，所以在些選這個版本還是比較合適的。二：這個版本的求解器是我們在學習階段比較好的一個選擇，簡單易學。三：這個版本的功能還是可以的，能夠解決我們平時學習中遇到的問題。四：軟件之間都是相通的，精通一個其它的自己完全可以去學習，因為已經有了基礎。 這個教程內容不多，為了更好的幫助大家理解，在編排的過程中我在其中插入了好多截取的實例圖片，這個能夠更好的的去讓大家學習實際的操作以及每一步操作人機交互的結果界面。程序功能SM Solver是結構力學輔助分析計算的通用程序。其主要功能如下。自動求解功能：(1) 平面體系的幾何組成分析，對于可變體系可靜態(tài)或動畫顯示機構模態(tài)；(2) 平面靜定結構和超靜定結構的內力計算和位移計算，并繪制內力圖和位移圖；(3) 平面結構的自由振動和彈性穩(wěn)定分析，計算前若干階頻率和屈曲荷載，并靜態(tài)或動畫顯示各階振型和失穩(wěn)模態(tài)； (4) 平面結構的極限分析，求解極限荷載，并可靜態(tài)或動畫顯示單向機構運動模態(tài)；(5) 平面結構的影響線分析，并繪制影響線圖；智能求解功能：(1) 平面體系的幾何構造分析：按三剛片法則求解，給出求解步驟； (2) 平面桁架的截面法：找出使指定桿為截面單桿的所有截面； (3) 平面靜定組合結構智能求解：給出求解步驟；其它輔助功能：(1) 強大的命令文檔編輯及文件讀寫功能。 (2) 二維結構的圖形顯示； (3) 分析求解結果的數值顯示、圖形顯示和動畫顯示。幾何組成幾何組成”和“幾何構造”子菜單功能上的異同按下編輯器中的“求解”菜單中的“幾何組成”子菜單后，SM Solver調用其中的自動求解模塊，列出當前問題的分析結果，包括“多余約束數”，“體系自由度數”和“結論”；如果是可變體系的話（即體系自由度數大于0），還可以靜態(tài)或動態(tài)地顯示各階位移模態(tài)。按下編輯器中的“求解”菜單中的“幾何構造”子菜單后，SM Solver調用其中的智能求解模塊，可將“幾何構造分析”的步驟（用兩剛片或三剛片法則說明）和結論列出。“幾何組成”子菜單為自動求解，著重計算的結果，并可以進行位移模態(tài)的靜態(tài)和動畫演示（如果結構是可變機構的話）；而“幾何構造”則是模仿人工求解的思路，著重給出進行分析的中間步驟和思路，兩者的功能正好是相輔相承。（算法實現上，前者采用的是矩陣分析的方法，后者則采用了數學中的圖論的算法。）截面法截面法求解截面法求解只適用于桁架結構。對于某一指定桿件而言，如果存在一截面，使得該指定桿件的軸力可由該截面截出的某一隔離體的平衡方程一次性求出，則稱此截面是該指定桿件的一個“單桿截面”（即該指定桿件是該截面的一個截面單桿）。本算法的功能就是對于任一指定桿件，可以不遺漏地找出其所有的“單桿截面”。組合結構智能求解靜定組合結構的智能求解組合結構是靜定結構中最一般的結構，其中的桿件既有梁式桿，又有二力桿。靜定桁架和靜定剛架等都可以看成是組合結構的一種特例。對任意一般的組合結構的求解，本模塊給出中間解題步驟，使大多數靜定結構的智能求解問題得到解決。目前已能對大多數常規(guī)類型的組合結構問題給出具體的中間文字提示步驟和相應的隔離體圖形顯示。第二部分：基礎知識 我們在用求解器的目的的是為了解決實際的問題，在這個過程中我人必不可少的要有建立模型這個過程，為了更好的建立模型我們在求解器里的建模過程是在坐標系中進行的，求解器目前支持的坐標系是我們常用的直角坐標系。下面就說明一下一些約定：符號約定 整體坐標: (x, y)，轉角或彎矩以x向y轉為正； 局部坐標: x＇從單元的端點1指向端點2；y＇坐標從 x＇坐標按右手準則轉90度獲得； 所有與位移有關的量均按整體坐標(x, y)輸入和給出； 結點荷載方向按整體坐標定義，與整體坐標同向為正； 單元荷載方向按局部坐標定義，其正方向為局部坐標的反方向； 彎矩圖畫在桿件受拉一邊，正負號取為局部坐標 y＇軸的反方向； 剪力正方向同局部坐標 y＇軸正方向； 軸力受拉為正； 角度按度取值；注意上面的一個整體坐標系和局部坐標系的區(qū)別，整個坐標系是對所建立的整個模型還說的，也就是可以對所建立的整個模型中的毎個桿作件都適用，而局部坐標系只是我們對某一個部件來說的，也即它只是對這個特定的部分是適用的。 對于其它是的符號的規(guī)定和結構力學中的規(guī)定大同小異，讀者可以參考結構力學在此我就不再多說。 像我們學習其它軟件一樣，我們先要知道其中有哪些菜單功能，因為就像在Windows 中菜單可能是我們快速掌握軟件功能及操作的捷徑一樣，求解器中也不例外。在SM Solver界面分成兩個部分，一個是我們輸入數據用的，叫作“編輯器”，在這里我們可以進行建模，定義，計算等一些操作。另一個是輸出數據結果用的，當然主要是以圖形的形式直觀的顯示出來，叫作“觀覽器”，在這里我們不但可以看到求解器給也的最后求解答案，而在建模過程中對應我們每一步的輸入都會有相應的結果即時是顯示出來，大大方便了我們的對建模過程的了解以做及時的修正。這些方便在我們后續(xù)的學習中會慢慢的顯示出來，大家也可以慢慢的感受到不解器的方便。SM Solver有Windows一樣，有讓我們方便操作的菜單命令，讓我們事半功倍，下面就詳細的說明一各個菜單。首先要介紹的是“編輯器：中菜單的功能?！熬庉嫛辈藛尉庉嫻鈽孙@示為一條豎線。當您鍵入命令時，該文字就顯現在光標位置，編輯器允許全屏幕編輯。這樣在鍵入字符前，您可以用箭頭鍵或鼠標移動光標。編輯過程中，鼠標指針作為一個“插入點”，插入點形狀象一個大寫字母I。移動鼠標，可以將插入點放在當前文檔中的任何位置；點擊鼠標，光標會立即跳到插入點處。隨后，您可以在新位置輸入命令。編輯器可以使用文本塊工作。先將光標移到某一塊的開始位置處，然后再按住Shift鍵，同時用箭頭鍵移動光標，這樣您就選中了一個文本塊。文本塊可以移動，復制到剪貼板上，或刪除它。您也可以將剪貼板上的文本粘貼到您的文檔中去。當然上面說的這些是我們在用命令輸入的時候用的到的，在求解器里們完全可以用相應的鼠標點擊相當的菜單選項來完全整個建模和計算的過程。也許對于初學者這個更方便，但是前者卻能更深刻的來理解求解問題的過程。復原使用該命令，可以取消上一次所做的編輯。如果無編輯操作，則該命令無法使用。（類似于我們在CAD中的復原）剪切使用該命令，可以從文檔中刪除選定文字，并將其置于剪貼板上。如果未選定文字，則該命令無法使用。將文字剪切到剪貼板上，代替其中原先儲存的內容。復制使用該命令，可以將選定文字復制到剪貼板上。如果未選定文字，則該命令無法使用。將文字復制到剪貼板上，代替其中原先儲存的內容。粘貼使用該命令，可以在插入點插入剪貼板上內容的備份。如果剪貼板是空的，則該命令無法使用。刪除從文檔中刪除選定的文本，但不將刪除的文本放到剪貼板中。如果想從當前文檔中刪除文本且該文本已存在于剪貼板中，可以使用“刪除”命令。查找使用該命令，可以在活動文檔中搜索指定的文字。查找下一個不需打開“查找”對話框即可重復前一個搜索動作。若選擇該命令前未使用“查找”命令，則該命令無法使用。全選使用該命令，可以選定整個文檔。時間/日期將當前的時間和日期加入文檔中。編輯器：“文件”菜單文件菜單提供了各種常見的文件操作，這些菜單的使用方法和一般的Windows應用程序完全一樣，這里就不詳細介紹了。新建使用該命令，可以創(chuàng)建新文檔。打開使用該命令，可以打開某個己存在的文檔。您還可以用“窗口”菜單在打開的文檔間來回切換。SM Solver打開的文件名后綴統(tǒng)一為“.inp”關閉使用該命令，可以關閉所有包含當前活動文檔有關內容的窗口。在關閉窗口之前，SM Solver 會提示您保存對文檔所作的修改。如果關閉某一文檔而不將其保存，則自上一次保存后所作的修改將全部丟失。在關閉第一次創(chuàng)建的文檔之前，SM Solver 將顯示“另存為”對話框，提示您為文檔命名并將其保存。保存使用該命令，可以保存當前活動文檔及其當前的文檔名。當您第一次保存某一文檔時，SM Solver 將顯示