تحلیل ماتریسی قاب دو بعدی با سقف شیبدار با نرم افزار متلب

تحلیل قاب دو بعدی با سقف شیبدار به روش المان محدود

با بکارگیری روش اجزا محدود پروژه ای با موضوع تحلیل ماتریسی قاب دو بعدی با سقف شیبدار با نرم افزار متلب را که برگرفته از ابتدای فصل 4 صفحه 107 تا 118 کتاب به زبان انگلیسی با موضوع مقدمه ای بر اجزا محدود با بکارگیری نرم افزار متلب و آباکوس می باشد که این کتاب را می توانید از لینک مربوطه در متن پروژه یا از قسمت دانلود کتاب ها دریافت نمایید.

توضیح در مورد پروژه

• در کدنویسی برای قاب ها از ترکیب کدنویسی برای تحلیل خرپا ها و تیر ها است که تفاوت عمده آنها در ابعاد ماتریس ها است.
• برای اندازه گیری طول از میلی متر و نیرو از نیوتن استفاده شده است.
• یک المان تیر-ستون دارای سه درجه آزادی به صورت افقی در امتداد محور X، عمودی در امتداد محور Y و چرخش حول محور Z که عمود بر محور XY است.
• مطابق شکل ارائه شده گره های شماره یک و پنج کاملاً ثابت می باشند به ایتن دلیل پای ستون به صورت گیردار در نظر گرفته شده است. با این وجود در گره های شماره یک و پنج به دلیل ثابت بودن با عدد صفر نشان داده می شوند، گره های شماره 2 ، 3 و 4 آزاد می باشند که درجه آزادی آنها با نماد u ، v و θ نمایش داده شده است و با عدد یک آزاد بودن گره ها در هر جهت شناسایی و  مشخص شده است.
• تعداد کل درجه های آزاد فعال قاب موردنظر برابر 9 عدد است.

مشخصات قاب دو بعدی شیبدار

• سطح مقطع هر تک تک المان ها برابر ۵۲۱۰ میلی متر مربع در نظر گرفته شده است.
• ممان اینرسی برای هر یک از المان ها برابر ۷^۱۰*۸٫۶۴ میلی متر به توان ۴ می باشد.
• مدول الاستیسیته هر المان برابر ۲۰۰۰۰۰ مگاپاسکال در نظر گرفته شده است.
• دهانه قاب ۱۲ متر است، ارتفاع قاب در قسمت وسط دهانه 6 متر و در کناره ها برابر 5 متر است که در اطلاعات ورودی نرم افزار این اعداد به میلی متر ارائه شده است.

فایل کدنویسی شده پروژه

فایل های کدنویسی شده برای این پروژه از 9 قسمت مجزا تشکیل شده است که در نهایت باهم در ارتباط هستند، از میان آنها یک فایل با پسوند frame.m  به صورت اصلی بوده که برای خروجی گرفتن از پروژه آن را اجرا می نماییم در نهایت فایلی در نوت پد با پسوند txt مطابق کد نویسی زیر در کنار سایر فایل ها ایجاد می شود.

خروجی پروژه پس از اجرا

File:frame_problem1_results.txt

******* PRINTING MODEL DATA **************

————————————————

Number of nodes:   5

Number of elements:   4

Number of nodes per element:   2

Number of degrees of freedom per node:   3

Number of degrees of freedom per element:   6

————————————————

Node         X               Y

1,           0000.00           0000.00

2,          0000.00          5000.00

3,         6000.00           6000.00

4,         12000.00          5000.00

5,         12000.00          0000.0

————————————————

Element   Node_1    Node_2

1,               1,               2

2,                2,               3

3,               3,                4

4,               4,                5

————————————————

Element           E              A                 I

1,                200000,          5210           8.64e+007

2,                 200000,          5210           8.64e+007

3,                200000,           5210          8.64e+007

4,                 200000,          5210           8.64e+007

————————————————

————-Nodal freedo————-

Node    disp_u       disp_u       Rotation

1,            0,               0,                0

2,            1,               2,                3

3,            4,               5,                6

4,            7,                8,                9

5,            0,                0,                0

—————————————————–

—————–Applied joint Loads————

Node       load_X           load_Y           Moment

1,          0000.00,           0000.00,               0000.00

2,          -5999.99,           35999.93,            37000000.00

3,          -11999.98,         0000.00,             -74000000.00

4,         -5999.99,            -35999.93,           37000000.00

5,           0000.00,           0000.00,               0000.00

————————————————–

Total number of active degrees of freedom, n = 9

————————————————–

******* PRINTING ANALYSIS RESULTS ************

———————————————————————————————-

Global force vector F

-5999.99

35999.9

3.7e+007

-12000

0

-7.4e+007

-5999.99

-35999.9

3.7e+007

—————————————————–

Displacement solution vector: delta

-25.03159

0.16363

0.00712

-25.04119

0.00000

-0.00686

-25.03159

-0.16363

0.00712

Nodal displacements

Node            disp_x              disp_y                 rotation

1,         0.00000e+000,        0.00000e+000,        0.00000e+000

2,         -2.50316e+001,        1.63630e-001,        7.11912e-003

3,         -2.50412e+001,        7.98515e-015,        -6.85508e-003

4,         -2.50316e+001,         -1.63630e-001,        7.11912e-003

5,         0.00000e+000,        0.00000e+000,        0.00000e+000

——————————————————

Members actions in local coordinates

elemen      fx1           fy1             M1                 fx2                   Fy2                 M2

1,          -34100.6        -11999.9      -54603626.5     34100.6      11999.9        -5396249.9

2,          6230.6         -35609.4        5396249.9        -6230.6      -37383.64         -0.0

3,          -6230.6       37383.6             0.0                6230.6         35609.4          5396249.9

4,          34100.6       -11999.97     -5396249.9     -34100.6      11999.97          -54603626.5

——————————————————

Members actions in global coordinates

element        fx1          fy1            M1                fx2               Fy2               M2

1,             11999.9      -34100.5       -54603626.5      -11999.9      34100.5529,      -5396249.9

2,             11999.9      -34100.5        5396249.9              0.0           -37899.6            -0.0

3,                  0.0         37899.3           0.0000,            11999.        34100.5529,      5396249.9

4,            -11999.9       -34100.5        -5396249.9         11999.9         34100.6       -54603626.5