【技术实现步骤摘要】
力矩分配法的自动模拟分析方法、系统、装置及存储介质
本专利技术涉及智能教学
，尤其涉及应用于《结构力学》、《工程力学》等力学教学领域的一种力矩分配法的自动模拟分析方法、系统、装置及存储介质。
技术介绍
力矩分配法适用于仅有结点角位移的结构，根据结构在结点处的变形协调，利用刚度系数概念，将施加于结点的力偶矩，按汇结于该结点各杆转动刚度所占相对比例，分配至各杆杆端。力矩分配法计算直接使用转动刚度系数，避免方程间联立计算，特别适宜手算和概念分析。通过对力矩分配法的学习，可培养学生对刚度、变形、协调以及平衡等基础概念的认识。力学分析步骤多、计算复杂，结构内力状态无法直接观察，很难直观感受计算过程与结构受力特征之间的内在联系。当数学运算过程与力学思维间的映射关系相对复杂时，初学者对力学概念认识和理解的建立过程，可能耗费大量的练习时间。线弹性结构中，荷载作用下弹性变形与内力一一对应，若能了解计算过程中变形状态，可进而感知结构的内力分布状态。由于结构变形特征过于复杂(杆端位移条件取决于未知结点位移，杆段弹性变...
【技术保护点】
1.一种力矩分配法的自动模拟分析方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1，绘制待分析力学模型对应的杆系结构在相应受力状态下的真实变形图；/nS2，在所述杆系结构的所有独立角位移可能发生处附加刚臂，并计算附加刚臂后所处的特定状态下的杆系结构的分配系数、传递系数、固端弯矩和各刚结点的不平衡力偶矩，作为力矩分配的初始状态参数；/nS3，基于所述初始状态参数绘制附加刚臂约束下的杆系结构的初始变形图；/nS4，从第一独立角位移处开始力矩分配，将本结点的分配弯矩记录至杆端，并计算对应状态下杆系结构的变形参数，基于所述变形参数，使用放大系数优化显示效果，在时间参数的控制下刷新变形图，以动...
【技术特征摘要】
1.一种力矩分配法的自动模拟分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，绘制待分析力学模型对应的杆系结构在相应受力状态下的真实变形图；
S2，在所述杆系结构的所有独立角位移可能发生处附加刚臂，并计算附加刚臂后所处的特定状态下的杆系结构的分配系数、传递系数、固端弯矩和各刚结点的不平衡力偶矩，作为力矩分配的初始状态参数；
S3，基于所述初始状态参数绘制附加刚臂约束下的杆系结构的初始变形图；
S4，从第一独立角位移处开始力矩分配，将本结点的分配弯矩记录至杆端，并计算对应状态下杆系结构的变形参数，基于所述变形参数，使用放大系数优化显示效果，在时间参数的控制下刷新变形图，以动画模拟展示本结点的不平衡力释放过程中的杆系结构的变形过程，并在动画模拟结束时更新各结点的不平衡力偶矩；
S5，重复步骤S4中的力矩分配过程，并动态显示变形增量，直到杆系结构的所有结点上的不平衡力偶矩达到预设阈值，停止力矩分配；
S6，计算力矩分配后的杆系结构的杆端弯矩值，并基于所述杆端弯矩值和杆系结构的单元载荷绘制结构弯矩图。
2.根据权利要求1所述的力矩分配法的自动模拟分析方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在步骤S4中的力矩分配过程中，如果杆系结构存在多个独立结点角位移，则在一个结点角位移的力矩分配完成后，自动选择下一个独立结点角位移继续进行力矩分配，记录分配弯矩，更新结构变形与上一步的变形增量，对变形增量使用放大系数，并在时间参数的控制下刷新变形图，继续以动画模拟展示该结点不平衡力释放过程中，杆系结构的变形过程，在动画模拟结束后，根据传递系数显示远端弯矩以及更新各结点不平衡力偶矩。
3.根据权利要求2所述的力矩分配法的自动模拟分析方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括如下步骤：
判断待分析力学模型对应的结构是否满足预设条件，若满足，则执行步骤S1，若不满足，则提示用户无法使用力矩分配法。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的力矩分配法的自动模拟分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
基于杆系有限元分析方法对待分析力学模型对应的结构进行分析，以确定力矩分配时的关键参数；
根据待分析力学模型对应的结构的原始受力模型和所述关键参数绘制所述待分析力学模型对应的杆系结构的真实变形图。
5.一种力矩分配法的自动模拟分析系统，其特征在于，包括：
第一绘图模块，用于绘制待分析力学模型对应的杆系结构在相应受力状态下的真实变形图；
第一计算模块，用于在所述杆系结构的所有独立角位移可能发生...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈名弟，刘毅，华建民，黄乐鹏，薛暄译，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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