[发明专利]一种有限元总刚度矩阵的生成方法及终端

权利要求书

1.一种有限元总刚度矩阵的生成方法，其特征在于，包括步骤：

S1、接收初始有限元总刚度矩阵，所述初始有限元总刚度矩阵为对待求解的工程结构建立有限元网格模型后生成的；

S2、开辟四个存储空间，分别用于存储第一数组、第二数组、第三数组和第四数组；

S3、确定所述初始有限元总刚度矩阵中的非零元素，将所述非零元素以任意顺序存储至所述第一数组，所述第二数组对应存储所述第一数组中每一个元素在所述初始有限元总刚度矩阵中的列号，所述第三数组存储所述初始有限元总刚度矩阵各行中第一个出现在第一数组中的非零元素的位置，所述第四数组对应存储与所述第一数组中的每一个元素同行的下一个非零元素在所述第一数组中的位置，若所述第一数组中的元素是其所在行的最后一个非零元素，则其在第四数组对应的元素值为0；

S4、接收对所述有限元网格模型的调整，根据所述调整以及所述第一数组、第二数组、第三数组和第四数组更新所述初始有限元总刚度矩阵，生成更新后的有限元总刚度矩阵；

所述步骤S4对所述有限元网格模型的调整包括在所述有限元网格模型中增加节点；

所述根据所述调整以及所述第一数组、第二数组、第三数组和第四数组更新所述初始有限元总刚度矩阵，生成更新后的有限元总刚度矩阵包括：

S41、根据所述节点确定对应的单元刚度矩阵的系数，所述系数包括行索引和列索引；

S42、根据所述系数的行索引从所述第三数组对应的元素开始检索，跳转到第一数组以及第四数组进行检索并结合第二数组以确定是否存在与所述系数同行同列的元素；

S43、若是，则直接对第一数组中与所述系数同行同列的元素叠加所述系数以生成更新后的有限元总刚度矩阵；

所述S43还包括：

若否，则在所述第一数组末尾新增值为所述系数的元素，在所述第二数组末尾新增值为所述系数的列索引的元素，在所述第四数组末尾新增值为0的元素，并根据所述步骤S42确定出的与所述系数同行的最后一个非零元素将所述第四数组中与其对应的元素的值更新为所述第四数组的长度大小以生成更新后的有限元总刚度矩阵；

对所述有限元网格模型的调整包括在所述有限元网格模型中删除节点；

所述根据所述调整以及所述第一数组、第二数组、第三数组和第四数组更新所述初始有限元总刚度矩阵，生成更新后的有限元总刚度矩阵包括：

S41、根据所述节点确定对应的单元刚度矩阵的系数，所述系数包括行索引和列索引；

S42、根据所述系数的行索引从所述第三数组对应的元素开始检索，跳转到第一数组以及第四数组进行检索并结合第二数组以定位待删除的元素；

S43、删除定位出的元素，并将所述删除的元素对应的上游元素在所述第四数组中对应元素的值更新为所述删除的元素在所述第四数组中对应元素的值以生成更新后的有限元总刚度矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种有限元总刚度矩阵的生成方法，其特征在于，还包括步骤：

S5、还原所述更新后的有限元总刚度矩阵，根据还原后的有限元总刚度矩阵求解总刚度矩阵方程以实现对所述工程结构的求解；

所述还原所述更新后的有限元总刚度矩阵包括：

依次检索所述第三数组的每一个元素；

针对每一个元素，分别执行：

S51、跳转到所述第一数组，并结合所述第二数组，确定所述有限元总刚度矩阵中与所述元素对应的行中的非零元素及其行号和列号；

S52、跳转到所述第四数组，并结合所述第二数组，确定出与最新确定出的非零元素同行的另一个非零元素及其行号和列号，返回步骤S52直至将与所述元素对应的行中的非零元素都定位出来为止；

根据确定出的所有非零元素及其对应的行号和列号还原所述更新后的有限元总刚度矩阵。