結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器

結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器（Structural Mechanics Solver，簡(jiǎn)稱(chēng)SM Solver）是一個(gè)面向教師、學(xué)生以及工程技術(shù)人員的計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算軟件，其求解內(nèi)容包括了二維平面結(jié)構(gòu)（體系）的幾何組成、靜定、超靜定、位移、內(nèi)力、影響線、自由振動(dòng)、彈性穩(wěn)定、極限荷載等經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中所涉及的一系列問(wèn)題，全部采用精確算法給出精確解答。

本軟件界面方便友好、內(nèi)容體系完整、功能完備通用，可供教師擬題、改題、演練，供學(xué)生作題、解題、研習(xí)，供工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)、計(jì)算、驗(yàn)算之用。也是一個(gè)作圖和演示的工具。

3．解題規(guī)模無(wú)限（工程版）

原則上僅受計(jì)算機(jī)資源大小和運(yùn)行速度的限制（如計(jì)算機(jī)內(nèi)存不足或計(jì)算時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)限制解題規(guī)模）。學(xué)生版求解問(wèn)題的規(guī)模同v1.5版本，見(jiàn)“安裝使用說(shuō)明.txt”。



4．遠(yuǎn)程求解模式

設(shè)有“本地求解”和“遠(yuǎn)程求解”兩種模式：本地求解在用戶計(jì)算機(jī)上求解；遠(yuǎn)程求解將把問(wèn)題傳到服務(wù)器上求解。由于服務(wù)器上的求解模塊可以隨時(shí)更新，因此遠(yuǎn)程求解功能使用戶總能使用最新的求解模塊（也有可能突破本地求解的問(wèn)題規(guī)模）。狀態(tài)欄中采用圖標(biāo)表示“本地”或“遠(yuǎn)程”求解狀態(tài)。



5．新增求解功能

· 集中質(zhì)量：適應(yīng)教學(xué)需要，增加結(jié)點(diǎn)集中質(zhì)量，同時(shí)可以不計(jì)桿件質(zhì)量。

· 剪切變形：對(duì)于靜力問(wèn)題（包括位移、內(nèi)力計(jì)算）、影響線問(wèn)題和自由振動(dòng)問(wèn)題，可以考慮剪切變形。在振動(dòng)問(wèn)題中同時(shí)考慮了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響。

· 彈簧支座：可用于自由振動(dòng)和彈性穩(wěn)定問(wèn)題。

· 支座反力：給出數(shù)值結(jié)果和圖形顯示。

· 塑性鉸位置：圖形顯示塑性鉸，并給出單元內(nèi)塑性鉸位置。

· 二階迭代法：自由振動(dòng)和彈性穩(wěn)定問(wèn)題的非線性特征值問(wèn)題采用了新的二階收斂的方法，具有速度快、精度高、穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點(diǎn)。

· 水平分布荷載：分布荷載可以沿桿長(zhǎng)、沿水平或沿豎直分布，便于輸入類(lèi)似于樓梯荷載等。以前版本分布荷載只能按沿桿長(zhǎng)輸入。

· 輸出結(jié)果文件：計(jì)算結(jié)果以純文本方式或以rtf格式的文件輸出，用戶指定文件名。

· 增加誤差判斷：適用于振動(dòng)、穩(wěn)定、極限荷載問(wèn)題：若誤差限小于1e-24，則建議調(diào)整；若小于1e-12，則建議使用四精度。



6．圖顯速度大增

提高幾十倍。例如，50跨x80層的剛架：老版本用時(shí)67秒，新版本4秒。



7．求解速度大增

以下比較是在IBM筆記本電腦(PIII 700MHz, Win98)上進(jìn)行的：

· 與版本(v1.5)相比：19跨x40層平面剛架的前5階頻率和振型，共800個(gè)結(jié)點(diǎn)，頻率誤差限設(shè)為0.001，用v1.5計(jì)算耗時(shí)8.35秒，用v2.0計(jì)算只用2.86秒,即只用了1/3的時(shí)間。

· 與商業(yè)軟件ANSYS相比：39跨x200層平面剛架的前5階頻率和振型，共8000個(gè)結(jié)點(diǎn)。頻率誤差限設(shè)為0.001，求解器2.0用了49.7秒。ANSYS v5.6中采用子空間迭代法，當(dāng)移位值為0時(shí)，用了200秒，而將移位值置于第一階頻率(0.00179)極近時(shí)(0.001)，用了64秒。



8．更新大批控件

界面外觀更加友好，但仍保持一定的古樸：

· 分頁(yè)卡取代了選項(xiàng)鈕。

· 坐標(biāo)值的顯示移到狀態(tài)欄。

· 常用的命令做成命令鈕放在工具條上，提高了使用的方便性。

· 工具條采用CoolBar(可抽拉、移動(dòng)、編輯)。

· 新式的平面按鈕(光標(biāo)經(jīng)過(guò)時(shí)凸起)。

· 適當(dāng)調(diào)整了菜單系統(tǒng):

“標(biāo)注”中: “結(jié)點(diǎn)碼+單元碼”；同時(shí)打開(kāi)/去除結(jié)點(diǎn)和單元碼標(biāo)注。

“顯示”中: “結(jié)點(diǎn)+單元”；同時(shí)打開(kāi)/去除結(jié)點(diǎn)和單元的顯示。

觀覽器“縮放”菜單中增加了“適合窗口”的功能。

完善了彈出菜單，去除了觀覽器上冗余的“幫助”菜單。

· 所有對(duì)話框都出現(xiàn)在Windows任務(wù)條上。


9．豐富操作功能

· 輸入簡(jiǎn)單公式：允許輸入簡(jiǎn)單公式并在觀覽器上顯示，其命令與著名排版語(yǔ)言Latex相似。

· 快捷拖帶圖形：在觀覽器中去掉了滾動(dòng)條，直接用鼠標(biāo)拖帶圖形。

· 關(guān)鍵詞批轉(zhuǎn)換：中英文關(guān)鍵詞全文轉(zhuǎn)換。

· 光標(biāo)位置拾�。涸谟^覽器中增加了鼠標(biāo)指針拾取的功能，可應(yīng)用于：坐標(biāo)值輸入，文本位置，尺寸線位置粗略定位等。（指針在觀覽器移動(dòng)時(shí)，其位置顯示在下方的狀態(tài)欄中，單擊后對(duì)話框的位置值隨之改變更新。）

· 選擇顯示數(shù)據(jù)：由用戶選擇是否顯示桿端位移或內(nèi)力結(jié)果的列表，可以節(jié)省時(shí)間。

· 封面顯示隨意：用戶可以選擇不顯示封面，可以在“查看”菜單中恢復(fù)顯示封面。

· 文件拖放打開(kāi)：將inp文件拖放到程序的編輯器上可自動(dòng)打開(kāi)。

· 增強(qiáng)型矢量圖：復(fù)制到剪切板的矢量圖用Enhanced Metafile格式。

· 自適應(yīng)振型圖：自適應(yīng)計(jì)算畫(huà)圖需要用的分段數(shù)，使各階振型都光滑順暢，特別對(duì)大型結(jié)構(gòu)，每個(gè)桿件只用一兩段即可，大大提高動(dòng)畫(huà)效率。穩(wěn)定問(wèn)題的失穩(wěn)模態(tài)相同。

· 編輯功能兼容：復(fù)制、剪切、復(fù)原等編輯功能融于Windows環(huán)境，和其他軟件兼容，即不僅僅在求解器內(nèi)部使用。

· 拖動(dòng)文件執(zhí)行：將*.inp文件拖到求解器的編輯器中，便打開(kāi)執(zhí)行。

· 改進(jìn)打印功能：完善了打印功能，可以留邊打印。

· 允許中斷計(jì)算：增加了長(zhǎng)時(shí)間求解計(jì)算中用戶可以中止計(jì)算的功能。

· 支座圖標(biāo)選擇：支座對(duì)話框中可以直接點(diǎn)圖標(biāo)選擇支座類(lèi)型。

· 其它更新完善：太多太多，難以計(jì)數(shù)。