【導(dǎo)讀】運(yùn)算功能，基于VisualBasicFortran語言進(jìn)行混合編程開發(fā)，可使矩陣位移法Fortran語言運(yùn)算的前后處理過程可視化。用VB設(shè)計(jì)界面，將矩。的桿系結(jié)構(gòu)的原始參數(shù)，VB和Fortran間的所有數(shù)據(jù)都通過磁盤文件進(jìn)行交換，整個運(yùn)行過程中，F(xiàn)ortran程序都在后臺進(jìn)行運(yùn)行，用磁盤文件進(jìn)行交。換海量數(shù)據(jù)也很經(jīng)濟(jì)，效率非常的高。程序在DOS環(huán)境下運(yùn)行時輸入數(shù)據(jù)容易出錯和計(jì)算結(jié)果輸出繁瑣的缺點(diǎn)。專業(yè)的編程人員靈活運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行桿件結(jié)構(gòu)的矩陣位移法運(yùn)算。

　　

【正文】 )—— 單元兩端 6 個方程號； ME(1:2)—— 單元兩端結(jié)點(diǎn)號； LT(1:3,1:3)—— 轉(zhuǎn)換矩陣； KE(1:6,1:6)—— 整體坐標(biāo)系中的單元勁度矩陣； KK(1:NH)—— 整體勁度矩陣一維變帶寬存貯數(shù)組； FF(1:NX)—— 先放可動結(jié)點(diǎn)等效荷載，后放可動結(jié)點(diǎn)位移； UV(1:NE,1:6)—— 單元桿端力； FMJ(1:3)—— 單元 J 端桿端力； FMK(1:3)—— 單元 K 端桿端力； RC(1:NR,1:3)—— 支座反力； DD(1:3)， U(1:6)， V(1:6)—— 工作單元。 （ 3） 各子程序段功能 INPUT—— 輸入除荷載信息外的所有變量； 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 FORRR—— 形成結(jié)點(diǎn)自由度序號數(shù)組 RR； FORAA—— 形成一維存貯指示矩陣 AA； FORKK—— 形成 KK； DIVKK—— 求解方程的分解階段； FORFF—— 輸入荷載信息，形成可動結(jié)點(diǎn)等效荷載列陣 FF； FORDIS—— 求解方程的前代、回代階段，形成可動結(jié)點(diǎn)位移列陣 FF； FORFM—— 求桿端力； FORRC—— 求支座反力； KET—— 形成整 體坐標(biāo)系中的單元勁度矩陣 KE； DIV—— 分解單元信息； MIC—— 求旋轉(zhuǎn)矩陣 ??? 及分解材料類型數(shù)組； GGT—— 形成單元 6 個方程序號。 （ 4） 例題 一平面剛架如圖 11（ａ）所示，剛架各桿尺寸及所受荷載如圖上所示，各桿的彈性模量 E ＝ 2 610 2kN/m 、橫截面面積 A ＝ 2ｍ 、慣性矩 I ＝ 4ｍ ，求內(nèi)力及支座反力。建立整體坐標(biāo)和局部坐標(biāo)，如圖 11（ｂ）所示，單元編號和結(jié)點(diǎn)編號亦如圖中所示。 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 圖 1 剛架 （ 1）輸入文件數(shù)據(jù) 3 4 2 1 2 1 2 3 1 4 3 11 0 0 0 4 0 0 （ 2）輸出文件結(jié)果 NUMBER OF ELEMENT NE= 3 NUMBER OF NODE NP= 4 NUMBER OF SUPPOT NODE NR= 2 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 NUMBER OF MATERIAL SET MT= 1 NUMBER OF WORKING CASE MX= 1 N0. OF SET MODULUS OF ELASTICITY CROSSAREA MOMEMT OF INERTIA 1 DATA OF ELEMENT 1 2 1 2 3 1 4 3 1 DATA OF SUPPORT 1 0 0 0 4 0 0 0 NODAL COORDINATE N0. NODE XX ZZ 1 2 3 4 TOTAL DEGREES OF FREEDOMNX= 6 NUMBER [K] ELEMENT NH= 21 WORKING CASE= 1 NUMBERS OF NODAL LOAD= 1 NODAL NUMBER OF LOAD= 2 VALUE OF NODAL LOAD XFORCE ZFORCE YMOMEMT NUMBER OF ELEMENTAL LOAD= 2 ELEMENTAL NUMBER OF LOAD 1 2 VAIUE OF FIXING FORCE ELEMEMT INX IQZ IMM JNX JQZ J=MM 1 2 NODAL EQUIVALENT LOAD NODAL DISPLACEMENT ELEMENT XX ZZ ANGLE 1 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 2 3 4 MEMBER END FORCE AXIAL FORCE SHEARING FORCE BENDING MOMEMT NE= 1 FMJ= FMK= NE= 2 FMJ= FMK= NE= 3 FMJ= FMK= SUPPOT REACTION NUMBER OF NODE XFORCE ZFORCE BENDING MOMEMT 1 4 ************************************************************************* 本例題在輸入數(shù)據(jù)結(jié)束后，形成的的 Fortran 執(zhí)行文件源代碼如下： STRUCTURE DEFINE FILE(BY BUILDER ) NODE,4 1,0,0 2,0,4 3,4 4,0 ELEMENT,3 1,1,2,1 2,2,3,1 3,4,3,1 RESTRAINT,2 1,1,1,1 4,1,1,1 MATERIAL,1 1,20xx000,.05,.005,.01 NODE_CENTRE_LOAD,1 2,20,0,0 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 ELEMENT_CENTRE_LOAD,1 2,0,40,0 ELEMENT_DISTRIBUTE_LOAD,1 1,0,4,30,0 FIXTURE_FORCE,0 把本代碼放入 的 shell 函數(shù)異步執(zhí)行所設(shè)置的可執(zhí)行文件外殼中，點(diǎn)擊計(jì)算。 以上事例的系統(tǒng)演示截圖： 1 系統(tǒng)初始界面 2 輸入數(shù)據(jù)后的界面 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 3 形成的圖形 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 單擊計(jì)算輸出結(jié)果 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 單擊結(jié)構(gòu)簡圖查看計(jì)算結(jié)果 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 4 總結(jié) 41 本文主要的研究內(nèi)容 本文主要介紹了基于 VB 的矩陣位移法 Fortran 的可視化開發(fā)的原理和設(shè)計(jì)。從介紹矩陣位移法的原理入手，介紹了矩陣位移法程序化的實(shí)現(xiàn)方法，同時提供了比較典型的例題分析。簡單介紹了矩陣位移法的 FORTRAN 編程語言以及實(shí)現(xiàn)基于 VB 的 Fortran 編程的開發(fā)所需要解決的問題。 學(xué)會矩陣位移法的原理和程序化的實(shí)現(xiàn)，主要內(nèi)容有：基本信息的介紹、剛度矩陣到總剛度矩陣、邊界條件的處理、非節(jié)點(diǎn)荷載的等效轉(zhuǎn)換、建立剛度方程、計(jì)算桿 端力的實(shí)現(xiàn)。通過學(xué)習(xí)矩陣位移法程序化的實(shí)現(xiàn)，對矩陣位移法程序的優(yōu)化處理的地方更加明確。 學(xué)習(xí)矩陣位移法 Fortran 編程語言，與 VB 的語言對比，明白了怎樣把矩陣位移法 Fortran 程序編輯成 VB 的可執(zhí)行文件。對于基于 VB 進(jìn)行矩陣 位移法 Fortran 程序的優(yōu)化開發(fā)時，對所要解決的問題進(jìn)行了詳細(xì)的說明。 通過用對所開發(fā)的基于 VB 的矩陣位移法 fortran 的可視化軟件對平面鋼架進(jìn)行運(yùn)算，檢驗(yàn)了程序的可用性和良好的可視化性能。 42 需要進(jìn)一步研究問題 由于水平和時間有限， 所開發(fā)的程序軟件還需要繼續(xù)豐富所能計(jì)算的內(nèi)容，使之能達(dá)到解決更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。只是對簡單的平面鋼架做了分析，對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)還需要結(jié)合有限元的程序進(jìn)行開發(fā)。 泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 參考文獻(xiàn) [1] Steven Basic 6 技術(shù)內(nèi)幕 [M].詳實(shí)翻譯組譯 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [2] 張學(xué)勝 .用 VB 和 FORTRAN 混合編程開發(fā)科學(xué)計(jì)算軟件 [J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用， [3] 李鴻吉 .Visual Basic 編程方法的詳解 [M].北京：科學(xué)出版社， 20xx. [4] Ted Coombs,Jon Basic 編程實(shí)用 全 [M].北京：中國水利水電出版社，20xx. [5] 彭因倫 .Fortran 95 程序設(shè)計(jì) [M].北京：中國電力出版社， 20xx。 [6] 海春 .謝維成 .Visual Basic 編程及實(shí)例分析教程 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 20xx. [7] 徐春林，趙明誠，童漢毅 .武漢大學(xué)學(xué)報(bào)工業(yè)版 .20xx 年第 02 期 . [8] 龍馭球，包世華 .結(jié)構(gòu)力學(xué)教程（ H） [M].北京：高等教育出版社， 20xx。 [9] 匡文起 .結(jié)構(gòu)矩陣分析 和程序設(shè)計(jì) [M].北京：高等教育出版社， 1991. [10]唐章宏，學(xué)塞男，馮峰，等 .Visual Fortran 程序設(shè)計(jì) [M].北京：人民郵電出版社， 20xx. [11]朱從旭，鄧紅貴 .用 VB 和 Fortran 混合編程開發(fā)科學(xué)計(jì)算與作圖軟件 [J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，20xx,4（ 20）： 6567 [12] 周振紅，楊國錄，周祠汝，等 .FORTRAN 與 Visual Basic 混合編程的研究 [J].武漢水利電力大學(xué)學(xué)報(bào)， 1999,4（ 32）： 8587 [13]梁勇 .用 FORTRAN 創(chuàng)建 VB 的動態(tài)鏈接庫 [J].電腦編程技巧與維護(hù)， 1999（ 3）： 1517 [14]常斌，李寧，黑新宏 .工程計(jì)算軟件開發(fā)中 Fortran 混合編程的關(guān)鍵問題分析 [J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用， 20xx,23（ 6):5658 [15]王旭 .Microsoft Windows 程序員參考大全（二）函數(shù) [M].北京：清華大學(xué)出版社，1993. [16]殷國鋒，周志芳．用 DLL實(shí)現(xiàn) Visual Basic 5． 0與 Fortran Power Station 4． 0的接口 [J]．工程地質(zhì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用， i998， 11(4)： 1921．