Matlab专业课程设计.doc

MATLAB课程设计 学习报表、Matlab课程设计目标：实现计算机编程是对计算机语言学习及综合能力培养手段和目标。本课程设计意在帮助、提升和考查学生们对matlab语言基础学习及其matlab语言在工程力学中应用能力。内容：用matlab语言对材料力学中简支梁在集中载荷作用下剪力、弯矩进行编程分析。要求以下：1. 对该类工程问题进行描述，和进行力学建模；2. 对所建立力学模型，进行分析并建立算法；3. 用Matlab语言对所建立算法进行编程（计算和绘图，注上每一语句或程序段功效）；4. 运行程序；5. 结果和讨论文档：msOffice 以前版本。参考资料：1. 计算力学任务书;2. 课堂例题和已调试程序。正文：1.力学建模设简支梁极限弯矩为1105Pa，最大抗剪为8KN。利用结构力学求解器进行简支梁力学建模，以下图所表示： 图一：简支梁力学模型2、 力学分析简支梁受力为集中荷载F，作用位置距离支座结点A为X，X=0：L，梁总长为L，支座受支反力FA和FB，求解结构内力，首先求出支座反力，依据受力平衡条件列出方程：Fy=0,F1+F2-F= 0 MA=0,FL1-F2L=0 MB=0,(F-F1)L-FL1=0 求解方程得到：F1=(1-L1/L)FF2=FL1/L 受集中力作用点弯矩M=FAL1=(1-L1/L)FL1，两铰支支座受弯矩为零，弯矩图形形状为折线图。结构受剪力大小0L1段为F1，段为F2。若MMu，QQu,则结构安全。3、 建立MATLAB数学算法F1+F2-F= 0 F*L1-F2*L=0 (F-F1)*L-F*L1=0 F1=(1-L1/L)*FF2=F*L1/LM=(1-L1/L)*F*L1 (M=F*L1/L*(L-L1)4、 算法编程clearF1=sym(x); %定义变量x等于A点支座反力F2=sym(y); %定义变量y等于B点支座反力eq1=sym(x+y-F=0); %y方向上受力平衡eq2=sym(F*L1-y*L=0); %支座A弯矩平衡方程 x,y=solve(eq1,eq2) %解方程组求支座反力L=input(请输入简支梁长度：L=); % 提醒用户经过键盘输入数据L1=input(请输入集中力作用位置：L1=); % 提醒用户经过键盘输入数据F=input(请输入集中力大小：F=); % 提醒用户经过键盘输入数据x =-F*(L1-L)/L %求出A支座反力y =1/L*F*L1 %求出B支座反力M=x*L1 %求集中力作用点弯矩M=y*(L-L1) %求集中力作用点弯矩syms z1 z2 %定义变量z1=0:L1; %定义剪力作用范围Q1=+x %求出剪力z2=L1:L; %定义剪力作用范围Q2=-y %求出剪力if abs(Q1)abs(Q2) %判定剪力Q1和Q2大小 Q=abs(Q2); %把剪力Q2赋值给Qelse Q=abs(Q1); %把剪力Q1赋值给QendQ %输出剪力QMu=input(请输入简支梁极限弯矩：Mu=); % 提醒用户经过键盘输入数据Qu=input(请输入简支梁最大剪力：Qu=); % 提醒用户经过键盘输入数据if MMu %判定弯矩是否大于极限弯矩 Result1=(结构安全);else Result1=(结构不安全);endResult1 %输出结果Result1 if Q jzl x =F*(-L1+L)/L y =1/L*F*L1请输入简支梁长度：L=20请输入集中力作用位置：L1=9请输入集中力大小：F=0x =11000y =9000M =99000M =99000Q1 =11000Q2 = -9000Q =11000请输入简支梁极限弯矩：Mu=00请输入简支梁最大剪力：Qu=10000Result1 =结构安全Result2 =结构不安全Result =结构安全Result =结构不安全Result =结构不安全 2次运行： jzlx =F*(-L1+L)/Ly =1/L*F*L1 请输入简支梁长度：L=10请输入集中力作用位置：L1=6.5请输入集中力大小：F=10000x =3500y =6500M =22750M =22750Q1 =3500Q2 =-6500Q = 6500请输入简支梁极限弯矩：Mu=80000请输入简支梁最大剪力：Qu=10000Result1 =结构安全Result2 =结构安全Result =结构安全Result =结构安全Result =结构安全6、 结果和讨论 依据计算结果，经过比较Q和Qu和M和Mu比较得出结构是否安全，这是最简单简支梁计算，不一样荷载作用依据不一样情况，改变程序细节来计算结构内力。 其实，最终比较结果我认为无须写在程序上，这么会使工作量增大，这次设计把它写上去，关键是为了练习不一样语句作用效果，锻炼编程思维。