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复杂桥梁有限元空间结构模型的自动生成
| 论文题名： | 复杂桥梁有限元空间结构模型的自动生成 |
| 关键词： | 杆系结构;有限元分析;图形显示系统;梁格法;图形函数库;工程数据库;桥梁空间 |
| 摘要： | 本文通过对复杂桥梁空间杆系结构的实际建模需求的细致分析，提出了几种有效的建模助手程序，采用面向对象的Visual Basic程序设计技术、利用OpenGL图形函数库和工程数据库技术，完成了桥梁空间杆系结构建模程序和图形显示系统的架构开发。文中重点研究了桥梁结构的空间杆系有限元模型的离散形式，给出了适合实际工程需要的建模助手程序、完成了相关计算算法的理论研究并由Visual Basic编程语言实现，另外还利用OpenGL图形函数库完成了结构模型的图形显示系统的开发。 首先，介绍了空间杆系有限元的计算原理，包括单元刚度矩阵、坐标转换、整体刚度矩阵和分析流程的说明；并且对梁格法的基本理论以及桥梁结构用平面和空间两种网格的划分的理论依据进行了阐述。 其次，对桥梁结构空间杆系结构离散方式作了具体详实的分析，包括对组成桥梁结构的所有构件的分析和不同桥型结构的针对性分析。进而归纳总结出桥梁结构建立空间杆系有限元模型的建模程序需求，提出了三个针对性很强的建模助手程序。 然后，本文对已有在国内桥梁结构分析领域市场占有率很高的三款软件的建模系统做了比较分析。主要是在针对以上提出的三项主要需求，研究其解决情况，并分别作了优缺点的评价，提出了需要改进和值得借鉴的部分。 接下来，本文介绍了网格模型、连接单元、复制镜像等三项建模助手程序的数据输入、计算处理流程和计算算法。计算算法方面主要是数学几何原理（复杂线型和对称计算）的阐述。最后完成程序的流程图和代码实现。 另外，本文还利用OpenGL图形函数库完成了图形显示系统的开发。主要功能包括图形显示和三维动态控制以及实体渲染等。 |
| 作者： | 于雪晖 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 徐栋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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