2013级结构工程专业。
弹塑性力学与有限元》大作业。
一、 选题范围。
题目分a类和b类。a类题起评分80分，100分封顶，下不封底；b类题起评分60分，80分封顶，下不封底。
a类题必须有2种（含2种）以上的材料或2种含2种）以上的材料或2种含2种）以上的荷载（或工况）。b类题只有单一的荷载、材料、荷载（或工况）。
1）框架结构分析（杆单元）
示例：1-1）分析竖向荷载（满跨布置，20kn/m）作用下梁柱相对线刚度比变化对某结点内力的影响规律。框架6层，每层层高3m，框架分三跨（6m+3m+6m）；柱截面尺寸500mm×500mm，梁宽300mm，高度取300mm、500mm、700mm三种情况。
采用合适的一维单元。混凝土弹性模量30gpa，泊松比0.3。
1-2）分析自重（g=9.8m/s）作用下梁柱相对线刚度比变化对某结点内力的影响规律。框架6层，每层层高3.
3m，框架分三跨（7.2m+3.3m+7.
2m）；柱截面尺寸500mm×500mm，梁宽300mm，高度取300mm、500mm、700mm三种情况。采用合适的一维单元。混凝土弹性模量30gpa，泊松比0.
3。2）剪力墙分析（平面应力单元）
计算剪力墙在自重、水平荷载、竖向荷载或组合荷载作用下的位移场和应力场。
3）框架剪力墙分析（杆单元和平面应力单元）
计算框架剪力墙在自重、水平荷载、竖向荷载或组合荷载作用下的位移场和应力场。
框架采用杆单元，剪力墙采用平面应力单元。
4）浅基础分析（平面应力单元）
计算刚性基础在基础顶面荷载（轴心荷载、偏心荷载、水平荷载或组合荷载）作用下的应力应变，基础可选用条形基础或筏基，基础横截面尺寸可采用矩形、阶梯型等。
基础和地基均选用平面应力单元，基础和土之间接触面采用粘结。
基础和地基采用不同材料参数。建议基础弹性模量30gpa，泊松比0.3；地基弹性模量300kpa，泊松比0.35。
5）桩基础分析（平面应力单元）
可计算单桩、群桩（含承台）在荷载（轴心荷载、偏心荷载、水平荷载或组合荷载）作用下的应力应变。
桩、土均选用平面应力单元，桩（承台）和土之间接触面采用粘结。
6）结点构件分析（平面应力单元）
可计算框架结构节点（十字节点，角节点）在不同节点端部荷载（轴力、剪力和弯矩）作用下的应力应变场。
7）大坝分析（平面应力单元）
可计算大坝在水压力或自重作用下的应力应变场。
大坝和地基均采用平面应力单元。
8）路基分析（平面应力单元）
可计算路堤、路堑和半挖半填路基在路面荷载（均布力、集中力）作用下的应力应变场。
路堤和地基均采用平面应力单元，且采用不同材料参数。
9）桥梁分析（平面应力单元）
可计算拱桥（石拱桥或混凝土拱桥），梁桥（连续梁或连续刚构）在交通荷载作用下的应力应场。
上部结构与地基接触用约束条件表示。
10）弹性力学问题（本科为结构工程或力学专业的学生不能选）
弹性力学简明教程》（徐芝纶）上的习题：3-3,3-4,3-5,3-6,4-2,。
11）塑性力学问题（本科为结构工程或力学专业的学生不能选）
弹性力学与塑性力学解题指导及习题集》（徐秉业）上的题目（不是例题）：4-18,4-19,4-20,5-7,5-8,5-9,5-11,5-13,5-14,5-15,5-18,5-19,6-1,6-8,6-16,6-17,6-21,6-22,6-27,6-29,6-32。
12）用编程语言或mathematic软件编程解决一个简单平面或杆系有限元问题。
二、作业要求。
1.选题方式及计分方法。
1）原则上一人一题，在选题范围内选择，超出选题范围的题目视为无效，每一类题的选题人数不能超过6个。
如示例（1-1）和（1-2）所示，自己确定计算模型的尺寸、材料参数、单元类型和荷载类型（工况），每人选择的计算模型的尺寸、荷载、材料常数和荷载类型（工况）要完全不同。
2）在题目10）和题目11）中，弹性力学解占20%，塑性力学解占20%，有限元解占60%。弹性解或塑性解与有限元解比较误差不能超过5%。
2.作业主要内容。
1）利用有限元（软件自选）解出有限元解答，需要选取两种密度的计算网格分别计算，高密度网格应密度至少是低密度网格密度的2倍。
4）每道题都要提取断面（路径）的结果进行比较，比较节点要不少于10个，断面不少于2个，以图表形式体现。
3.作业最后成果和格式要求。
1）大作业一人一份，字数不限，除封面外要求双面打印。
2）大作业封面格式需简单明了。封面内容包括：题目、姓名、学号、院系、专业、指导老师、导师签名、时间。两人选同一题目的需在封面左下角注明：与***选同一题目。
3）大作业封二为“本文”
4）封面和封二都不需要页码，正文需在页面右下角标注数字页码。
5）大作业的正文格式参照《湘潭大学自然科学学报》的排版模式，不需要英文摘要、中英文姓名、中英文单位、参考文献。
6）大作业正文章节内容包括：
1）问题描述，不一定按书上的描述，但文字要清晰简练。
2）计算模型介绍（除文字介绍外，还包括模型尺寸和计算简图），包括模型尺寸、加载条件、边界条件、材料属性等。
3）有限元模型介绍（除文字介绍外，还包括有限元网格图），包括分网方式、单元选择、加载处理、边界条件处理；好包括所选取的需进行数据比较的节点编号和坐标、路径编号等。
3）弹性力学计算结果（可选），除文字描述外，还包括应力、应变、位移的计算云图，选取的比较节点和路径处的数据列表和图等。
4）塑性力学计算结果（可选），除文字描述外，还包括临界状态时应力、应变、位移的计算云图，选取的比较节点和路径处的数据列表和图等。
5）有限元计算结果，除文字描述外，还包括弹性和塑性状态下的应力、应变、位移的计算云图，以及选取的比较节点和路径处的数据列表和图等。
6）综合比较，利用综合图表的形式比较选取的比较节点和路径处的弹性、塑性和有限元的计算结果及误差分析。
4.作业的验收方式和截止时间。
作业验收包括两个内容：（1）大作业文本；（2）在电脑上进行命令流演示讲解。
2023年上学期开学第二个周一，可提前交作业。封面上时间需是交作业的时间。逾期不交按不及格处理。
有限元大作业汇总
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