有限元编程算例

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1、有限元编程算例（Fortran）本程序通过 Fortran 语言编写，程序在 Intel Parallel Studio XE 2013 withVS2013 中成功运行，程序为计算力学（龙述尧等编）一书中的源程序，仅作研 究学习使用，省去了敲写的麻烦.3. 7. 4 算例例1 9设深篥承受均布戟荷，如图3. 3S所示假定E=l,泊松比就=仇1化不计 容严度/=叫为平面应力间廳 I丿;I对称取半边給构计算站构芝承.单开划分、节点 编号如图3亦2所力亠 试画岀；h-0及y = & m截面的竖向位移图”一& m截面的乩 应力分布图，r50 kN 100 kM ICO kN 50 kN图3. 36受

2、均布載荷的简支瀝梁源程序为：！Page149COMMON/X1/NJ，NE，NZ，NDD，NPJ，IND,NJ2,EO，UN,GAMA,TE，AECOMMON/X2/JM(100,3)，NZC(50)，CJZ(100,2)，PJ(100，2),B(3,6)，D(3，3),S(3，6),TKZ(20020）,EKE（6,6）,P（200）OPEN（5，FILE=DATAIN）！OPEN（6,FILE=DATAOUT，STATUS=NEW）CALL DATAIF（IND.EQ.0）GOTO 10EO=EO/（1.0UNUN）UN=UN心。OUN）10 CALL TOTSTICALL LOADCAL

3、L SUPPORCALL SOLVEQCALL STRESSPAUSE!STOPENDSUBROUTINE DATACOMMON/X1/NJ,NE，NZ,NDD,NPJ，IND，NJ2，EO,UN，GAMA,TE,AECOMMON/X2/JM（1OO，3），NZC（5O），CJZ（1OO，2） ,PJ（1OO，2）,B（3，6），D（3,3），S（3，6），TKZ（2OO,2O）EKE（6,6），P（2OO）READ（5,*） NJ,NE，NZ,NDD,NPJ，INDNJ2=NJ*2NPJ1=NPJ+1READ（5，*）EO,UN，GAMA,TEREAD（5，*） （JM（I，J），J=1，3

4、），I=1,NE）READ（5,）（CJZ（I,J） ,J = 1,2），I=1，NJ）!Page15OREAD（5，*）（NZC（I）,I=1，NZ）READ（5,）（PJ（I，J），J=1,2）,I=1，NPJ1）WRITE（6，1O）（I，（CJZ（I,J） ,J=1，2），I=1，NJ）1O FORMAT（4X,2HNO，6X，1HX,6X,1HY/（I6，2X，F7。 2，F7.2）RETURNENDSUBROUTINE ELEST（MEO,IASK）COMMON/X1/NJ,NE,NZ，NDD,NPJ，IND，NJ2，EO,UN,GAMA,TE,AE COMMON/X2/JM（10

5、0,3）,NZC（50），CJZ（100,2）,PJ（100，2）,B（3，6），D（3,3），S（3,6）,TKZ（200,20）EKE（6，6），P（200）IE=JM（MEO，1）JE=JM（MEO,2）ME=JM（MEO,3）CM=CJZ（JE,1）-CJZ（IE,1）BM=CJZ（IE,2）-CJZ（JE，2）CJ=CJZ（IE，1）-CJZ（ME，1）BJ=CJZ（ME,2）-CJZ（IE，2）AE=（BJ*CM-BMCJ）/2.0IF（IASK。LE。1） GOTO 50DO 10 I=1 ，3DO 10 J=1 ，6B（I,J） =0。 010 CONTINUEB（1 ，1）=

6、-BJBMB（1 ，3） =BJB（1,5）=BMB（2,2） =CJ-CMB（2，4） =CJB（2,6）=CMB（3，1 ） =B（2,2）B（3,2）=B（1,1）B（3，3）=B（2,4）B（3，4） =B（1,3）B（3,5） =B（2,6）!Page151B（3,6）=B（1,5）DO 20 I=1 ，3DO 20 J=1,6B（I，J）=B（I,J）/（2。 0AE）20 CONTINUED（1,1）=EO/（1.0-UNUN）D（1,2）=EOUN/（1。 0-UN*UN）D（2,1）=D（1 ，2）D（2，2） =D（1 ，1）D（1,3）=0。 0D (2, 3)=0。 0

7、D(3,1)=0。 0D(3， 2)=0.0D( 3， 3)=EO/(2。 0*(1.0+UN)DO 30 I=1， 3DO 30 J=1,6S(I,J)=0。 0DO 30 K=1， 3S(I,J)=S( I， J)+D(I,K)B(K,J)30 CONTINUEIF( IASK。 LE。 2) GOTO 50DO 40 I=1， 6DO 40 J=1， 6EKE(I， J)=0。 0DO 40 K=1,3!* * * * *Exchange B And S * *EKE( I， J)=EKE(I， J)+B(K,I)*S(K， J)*AETE40 CONTINUE50 CONTINUERE

8、TURNENDSUBROUTINE TOTSTICOMMON/X1/NJ,NE， NZ， NDD， NPJ,IND,NJ2， EO,UN,GAMA， TE， AECOMMON/X2/JM(100， 3),NZC(50)， CJZ(100,2)， PJ( 100， 2)， B( 3， 6),D(3， 3),S( 3,6)， TKZ( 200,20)， EKE(6,6)， P(200)!Page152DO 20 I=1， NJ2DO 20 J=1,NDDTKZ( I,J)=0.020 CONTINUE ！* *Not Understanded * * *DO 30 MEO=1,NECALL ELE

9、ST（MEO,3）DO 30 I=1，3DO 30 II=1，2LH=2*（I1）+IILDH=2（JM（MEO,I）-1）+IIDO 30 J=1，3DO 30 JJ=1，2L=2*（J1）+JJLZ=2*（JM（MEO，J）-1）+JJLD=LZ-LDH+1IF（LD。LE。0） GOTO 30TKZ（LDH,LD）=TKZ（LDH，LD）+EKE（LH，L）30 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE LOADCOMMON/X1/NJ,NE，NZ,NDD,NPJ,IND,NJ2，EO,UN,GAMA,TE,AECOMMON/X2/JM（100,3），NZC（50），CJZ

10、（100，2）,PJ（100，2）,B（3，6）,D（3,3），S（3,6），TKZ（200,20）,EKE（66），P（200）DO 10 I=1,NJ2P（I）=0。 010 CONTINUEIF（NPJ.EQ.0） GOTO 30DO 20 I=1，NPJI1=I+1J=IFIX（PJ（I1，2）P（J）=PJ（I1，1）20 CONTINUE30 IF（GAMA.LE.0.0） GOTO 50！Page153DO 40 MEO=1,NECALL ELEST（MEO,1）PE=GAMA*AE*TE/3。 0IE=JM（MEO,1）JE=JM（MEO,2）ME=JM（MEO,3）P(2*I

11、E)=P(2IE)+PEP(2JE)=P(2JE)+PEP(2ME)=P(2ME)+PE40 CONTINUE50 CONTINUERETURNENDSUBROUTINE SUPPORCOMMON/X1/NJ,NE,NZ,NDD,NPJ，IND,NJ2,EO,UN，GAMA,TE,AECOMMON/X2/JM(100,3)，NZC(50),CJZ(100,2),PJ(100,2)，B(3,6)，D(3，3)，S(3,6),TKZ(200，20),EKE(66)，P(200)DO 60 I=1，NZMZ=NZC(I)TKZ(MZ，1)=1.0DO 10 J=2,NDDTKZ (MZ,J)=O。0

12、10 CONTINUEIF(MZ-NDD)20,20,3020 JO=MZGOTO 4030 JO=NDD40 DO 50 J = 2,JOJ1=MZJTKZ(J1+1,J)=0.050 CONTINUEP(MZ)=0。 060 CONTINUERETURNEND!Page154SUBROUTINE SOLVEQCOMMON/X1/NJ，NE,NZ，NDD，NPJ，IND,NJ2,EO，UN,GAMA，TE,AECOMMON/X2/JM(100,3)，NZC( 50),CJZ( 100，2),PJ( 100，2),B( 3,6),D(3,3)，S(3,6),TKZ(200,20)EKE( 6,

13、6)，P(200)NJ1=NJ21DO 50 K=1,NJ1IF（NJ2-KNDD+1）10,10，2010 IM=NJ2GOTO 3020 IM=K+NDD-130 K1=K+1DO 50 I=K1,IML=IK+1C=TKZ（K,L）/TKZ（K,1） LD1=NDDL+1DO 40 J=1,LD1M=J+I-KTKZ（I,J）=TKZ（I，J）-CTKZ（K，M）40 CONTINUEP（I）=P（I）-CP（K）50 CONTINUEP（NJ2）=P（NJ2）/TKZ（NJ2,1）DO 100 I1 = 1，NJ1I=NJ2-I1!* *下面一行可能出错IF(NDD-NJ2+I1)60

14、,60，70 60 JO=NDDGOTO 8070 JO=NJ2I+180 DO 90 J=2，JOLH=J+I1P（I）=P（I）TKZ（I，J）*P（LH）90 CONTINUEP（I）=P（I）/TKZ（I，1）100 CONTINUE！Page155WRITE（6，110）（I，P（2I-1），P（2I）,I=1,NJ）*110 FORMAT (2X, 3HJD=,3X, 2HU=, 12X,2HV=/(I4,3X,F16.7, 3X,F16。7)RETURNENDSUBROUTINE STRESSCOMMON/X1/NJ， NE， NZ,NDD， NPJ， IND， NJ2,EO，

15、UN， GAMA,TE， AECOMMON/X2/JM(100,3),NZC(50) ,CJZ(100， 2)， PJ(100,2)， B(3， 6)， D(3,3) ,S(3,6)， TKZ(20020) ,EKE(6,6) ,P(200)DIMENSION WY(6),YL( 3)DO 60 MEO=1 ， NECALL ELEST(MEO， 2)DO 10 I=1 ， 3DO 10 J=1 ， 2LH=2*( I1)+JLDH=2(JM(MEO， I)1)+JWY(LH) =P( LDH)10 CONTINUEDO 20 I=1,3YL( I) =0。 0DO 20 J=1,6YL(I)

16、 =YL( I)+S( I， J) *WY( J)20 CONTINUESIGX=YL( 1 )SIGY=YL( 2)TOXY=YL(3)PYL=(SIGX+SIGY)/2。0SIG=(SIGXSIGY)2/4.0+TOXYTOXYRYL=SQRT(SIG)SIG1=PYL+RYLSIG2=PYLRYLIF(SIGY.EQ.SIG2) GOTO 30CETA1=TOXY/(SIGYSIG2)CETA=90。 057。 29578ATAN(CETA1)GOTO 40!Page15630 CETA=0.040 WRITE(6,50)MEO,SIGX,SIGY,TOXY,SIG1，SIG2,CETA

17、50 FORMAT(4X,2HE=,I3/2X,3HSX=，F11。 3，3X，3HSY=，F11.3,3X，4HTAU=,F11。 3/2X，3HS1=，F11。 3，3X,3HS2=,F11.3,3X，4HCET=,F11。 3)！50 FORMAT(4X,2HE=，I3/2X，3HSX=,Fll。 3，3X，3HSY=,F11。 3,3X,4HTAU=,F11。 3/2X，3HSl=，Fll。3,3X,3HS2=，F11.3，3X,4HCET=,F11.3)60 CONTINUERETURNEND输入文件为 datain 28,36，9，10,4,0 1,0.17，0，1 1，5,22，

18、5,62，6,33,6，73，7，44，7,85,9,6 6，9，10 6,10，7 7，10，11 7,11，8 8，11，12 9,13,10 10，13，14 10,14，11 11,14，15 11,15，12 12,15,16 13,17，14 14，17，18 14,18,15 15，18,19 15，19，16 16，19,20 17，21，18 18,21，22 18，22,19 19，22,23 19，23，20 20,23,24 21,25,22 22,25,26 22，26，23 23，26，27 23，27，24 24,27,28 0,61,62,63，6 0，51,5

19、2，5 3，50,4 1，42,43,40,31,32,33,30，21,22,23,20，11,12,13，10,01,02,03,07,15，23,31，39，47,49,50,550,0-5E4，2-10E4,410E4,6-5E4,8输出结果为：DATAOUTNOXY10.006。0021.006.0032。006.0043.006。0050.005。0061。005。0072。005.0083.005。0090。004.00101.004.00112。004。00123。004。00130.003。00141。003。00152.003。00163。003。00170。002。001

20、81.002。00192.002.00203。002.00210.001。0022232425262728JD=12345678910111213141516171819202122232425262728E=SX=S1=E=SX=S1=E=SX=1。002.003。000.001.002.003.00U=-29766.873-14003。1853753。2700.000-26382.471-10746。993-2064。5930.00013536.9953372.7947268。4150。0007816。58127176.23422063。2300。00029514。47953419.637

21、34876.8320。00029580.27352944.91817504。1950.0000.000120102。82076202。3750。0001.001。001。000。000.000。000.00V=-1173917。750-1174018。8751179518。1251181719.7501072681.500-1073615.0001082360。7501085873。250964010.125-970055.125989269。125 -998401。812 -835383.438-861713。938905726。125927165.188665602。875-747340。

22、438839806。812881219.125-416288。719-632601。125-803765.688859481。9380.000-583505。375-787347。188-829170。8121489.530SY=-101489。383 TAU= -1489.531-1467.348S2=-101511。 562 CET= 179.14721475。 844SY=100654.875 TAU= 1790。 5001443.531S2=100687.188 CET= 178。 9663-7021.670SY=101597.672 TAU= 3741。 688S1=6873.875

23、S2=-101745.469CET=177.738E=4SX=-8067。 500SY= 98528.750TAU=4459.156S1=7848.227S2= 98748。 023CET=177。 185E=5SX= 13143。 328SY= 99391.750TAU=-1662.500S1= 13111。 293S2= 99423。 781CET=178。 896E=6SX= 14652。 781SY= -98337.500TAU=-1501.062S1= -14625。 867S2= 98364。 414CET=178.973E=7SX=-2923。 122SY=-109168。 29

24、7TAU=5888。 469S1=2597.762S2=109493。 656CET=176.837E=8SX=-716.078SY=103681。 562TAU=-8617。 406S1=0。 148S2=104397.789CET=175。 249E=9SX=9188。 316SY=-105121.867TAU=-9771.594S1=8203.125S2=-106107。 062CET=174.243E= 10SX= 12285。 000SY=-95180.250TAU= 12199.594S1= -10526.887S2= -96938.359CET=171 。 799E= 11SX=

25、 14170.516SY= 95500。750TAU=5489。 531S1= -13801。 664S2= 95869。602CET=176。 156E= 12SX= -22797。 406SY=91347.000TAU=3902.844S1= -22575。 914S2= 91568。492CET=176.752E= 13SX= 5104。269 SY=129494。438 TAU= -11708.750S1=-4011.727S2=130586。 977CET=174。 669E= 14SX=969。 672SY=108176。 375TAU=-21424.750S1=5024.582S

26、2=112231。 281CET=169。 283E= 15SX= 14954.572SY=-110883。 469 TAU= -18383。 531S1= -11552.273S2=114285.766 CET= 169.515E= 16SX= -19890.141 SY= 86924。 312TAU= -25131。 188S1= -11514。 844S2= -95299.609 CET= 161。 569E= 17SX= -22109.688 SY= 87301。 625 TAU= 10225.406S1= -20543。 453S2= 88867。 859 CET= 171。 292

27、E= 18SX= -35190.453S1= 33280.023E= 19SX= -9785。850S1= -7220.594E= 20SX= 4594.438S1= 20477.398E= 21SX= 25287。307SY= 77219.000S2= 79129。430TAU= -9162。000CET=SY=171444。 172S2=174009。 422SY=-113592o 375S2=129475.336168。222TAU= -20524。 969CET= 172。 876TAU= 46145。688CET= 161.007SY=118672.312TAU= 30023。 75

28、0S1= -16467.512E= 22SX= -30634。 422S1= 1543.715E= 23S2=-127492。 109SY= -71127.188S2=100217.891CET=163。 629TAU= 44991。 469CET=147。 114SX= -34259.609SY= -71743.438 TAU= -14637。 906S2= 76782.344 CET= 161。 005SY= 53418.938 TAU= -17697。 562S2= -67007.359 CET= 142.482SY=-252549。 000 TAU= -34958。 688S2=-25

29、7670.094 CET= 171.666TAU= 92238。 344CET= 151。 307TAU= 39312。 688CET=158。 140TAU= -65723.062CET= 135.112S1= 29220。 699E= 24SX= 43958。 047S1= -30369。 627E= 25SX= -19028。 160S1= -13907.055E= 26SX= 3973.812S1= 54459。 047 E= 27SX= -39180。 809S1= 23409.074 E= 28SX= -42804.766S1= 22662.211SY=114063.750S2=1

30、64548.984SY=-121400.055S2=137171.781SY= -43317。 938S2=-108784.914E= 29SX= 42224。 094SY= -43219。 188 TAU= 10273.375S1= -32436.225S2= -53007。 055 CET= 136.386E= 30SX= -21830。 422SY=-25448.312TAU= 23810。 344S1=239。 594S2=47518.328CET=137。 172E= 31SX= -48815。 199SY=424587.344TAU= -79800.078S1= -32570.84

31、4S2=440831.688CET=168。 494E= 32SX=-132271.750SY= 71582.000TAU=175409。 250S1= 76087.781S2=-279941。 531CET=130。 093E= 33SX= -45090。102S1= -45034。867E= 34SX= 42332.711S1= 70218。328E= 35SX= -20899.344S1= 4193。512E= 36SX= 73163。914S1= 76547.250SY= -56761。105 TAU=804.781S2= -56816.336 CET=3。926SY= -9221.938S2= 37107.555SY= 19971.375S2= -36677.207SY= -17873。250S2= 21256。586TAU= -47066 。344CET= 149.354TAU= 16235。219CET=45.819TAU= 17873 。344CET=169.281