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1、2008年6月沈阳理工大学学报Vol.27No.3第27卷第3期TRANSACTIONSOFSHENYANGLIGONGUNIVERSITYJun.2008文章编号:1003-1251(2008)03-0045-03基于MATLAB的有限元程序研究李永,吴玉斌,倪庆杰(沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳110168)摘要:有限元方法和MATLAB软件都是求解偏微分方程的有力工具,有限元方法的每个过程都是对方程进行矩阵的转化,而MATLAB是进行矩阵计算的工具,针对FOR2TRAN语言在面向对象编程方面的缺陷,利用MATLAB强大的矩阵运算能力和面向对象的交互式编程语言实现了有限元的数值计
2、算过程,用两个算例进行了验证,相同节点位移比在1.0222～0.9750之间,满足工程需要,且MATLAB所需的代码比较少,可读性高.关键词:有限元;MATLAB;数值计算;程序中图分类号:TP311.11文献标识码:AAStudyontheFiniteElementProgramBasedonMATLABLIYong,WUYu2bin,NIQing2jie(ShenyangLigongUniversity,Shenyang110168,China)Abstract:FiniteelementmethodandMATLABsoftwarearepowerfultoolstosolvepa
3、rtialdifferentialequations.Eachprocessoffiniteelementmethodistotransformtheequationstothematrix,andMATLABisatooltocalculatematrix.ConsideringthedeficienciesofFOR2TRANlanguageintheobject2orientedprogrammingseries,Usingthepowerfulcomputingca2pacityandobject2orientedinteractiveprogramminglanguageofM
4、ATLAB,theprocessoffi2niteelementnumericalcalculationisachieved,andtwoexamplesareusedtoverifyit.Thedisplacementratioofthesamenodesisbetween1.0222to0.9750.Itcanmeettheengi2neeringrequirments,andMATLABhasfewercodesandhighreadability.Keywords:finiteelement;MATLAB;numericalcalculation;program应用FORTRAN
5、语言进行程序设计是相当复TRAN语言编写的有限元软件的应用和开发受到杂的,而且可读性和图形的显示效果差,虽然该语了一定的限制.目前,国内外相关期刊上陆续发表言在面向对象编程方面取得了一些成果,但是相了一些利用面向对象技术编写的有限元程序,与应的编译器还没有开发出来,从而使得用FOR2FORTRAN语言相比,面向对象编程改善了有限元[1]的维护性和扩充性.MATLAB是由美国Math收稿日期:2008-03-20Works公司推出的基于C++语言环境的数值计作者简介:李永(1982—),男,硕士研究生;通讯作者:吴玉斌算和图形处理软件,它具有方便的矩阵和数组运(1963—),男,副教授,博
6、士1研究方向:弹药工程,定算以及面向对象编程的能力,且效率高、易学易位定向导航系统.©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·46·沈阳理工大学学报2008年用,使用方便、可扩充性强、可移植性好、界面友好数据包括材料的弹性模量、泊松比、问题类型、计等优点.算物体的厚度(一般输入1)、每个单元的节点个基于MATLAB上述优点把FORTRAN与数.各个单元刚度矩阵子程序用来计算所求问题MATLAB语言结合起来进行混合编程来弥补各个单元的刚度矩阵以及
7、单元刚度矩阵的存储.FORTRAN图形功能的不足.本文就MATLAB语总体刚度矩阵形成子程序用来将各单元刚度矩阵言对有限元程序的实现问题进行研究.转换成总体刚度矩阵.边界条件子程序将所求问题的约束条件和结构所受的环境力加入,形成最1有限元方法及程序设计后要计算的线性或非线性方程组.求解子程序将所得到方程组进行求解,并将所关心的量以图形由于强度设计及其它的工程技术问题的需的方式输出.要,弹性力学偏微分方程的数值解法长期以来一直吸引着人
