[发明专利]力法计算的模拟手算分析方法、系统、装置及存储介质

权利要求书

1.一种力法计算的模拟手算分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

对待计算的超静定结构模型进行几何组成分析，获得多余约束数目n,其中，n为正整数；

将所述超静定结构模型的外约束和内约束放入约束库，其中，所述约束库中的总约束数目为m，m为正整数，且mn；

在所述约束库中选取n个约束，将所述n个约束从所述超静定结构模型中作为多余约束去除后得到对应的体系，对所述体系进行几何组成分析，生成力法的基本结构；

将n个多余约束对应的单位约束力以及外荷载分别施加在所述基本结构上，利用杆系结构有限元分析方法对所述基本结构进行计算，根据计算结果绘出n+1个内力图；

根据施加了单位约束力或外载荷的基本结构对应的受力状态在多余约束处的位移值，确定力法的系数和自由项；

利用杆系结构有限元分析方法对所述超静定结构模型在多余约束处的约束力进行计算，并将计算得到的多余约束力作为力法的基本未知量的解；

利用杆系结构有限元分析方法对所述超静定结构模型进行分析得到内力值，基于所述内力值绘制所述超静定结构模型对应的内力图。

2.根据权利要求1所述的力法计算的模拟手算分析方法，其特征在于，力法的基本结构的生成具体包括如下两种模式：

随机生成模式：在所述约束库中随机选取n个约束，将所述n个约束从所述超静定结构模型中作为多余约束去除后得到对应的体系，对所述体系进行几何组成分析，若所述体系为几何不变体系，则将其作为力法计算的基本结构；若所述体系为几何可变体系，则重新在所述约束库中随机选取n个约束作为所述超静定结构模型的多余约束，直到成功选取得到作为力法计算的基本结构为止；

指定生成模式：按组合数在所述约束库中依序选取n个约束，将所述n个约束从所述超静定结构模型中作为多余约束去除后得到对应的体系，对所述体系逐一进行几何组成分析，并将其中分析得到的所有几何不变体系存入基本结构库，以使用户可从所述基本结构库中选择需要的基本结构。

3.根据权利要求1或2所述的力法计算的模拟手算分析方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据输入指令将所述力法的系数和自由项、力法的基本未知量的解和/或所述超静定结构模型对应的内力图进行展示以模拟力法分析过程。

4.根据权利要求1或2所述的力法计算的模拟手算分析方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取用户输入的数据文件，并根据所述数据文件生成所述超静定结构模型。

5.一种力法计算的模拟手算分析系统，其特征在于，包括：

多余约束数目计算模块，用于对待计算的超静定结构模型进行几何组成分析，获得多余约束数目n,其中，n为正整数；

约束库构建模块，用于将所述超静定结构模型的外约束和内约束放入约束库，其中，所述约束库中的总约束数目为m，m为正整数，且mn；

基本结构生成模块，用于在所述约束库中选取n个约束，将所述n个约束从所述超静定结构模型中作为多余约束去除后得到对应的体系，对所述体系进行几何组成分析，生成力法的基本结构；

第一内力图绘制模块，用于将n个多余约束对应的单位约束力以及外荷载分别施加在所述基本结构上，利用杆系结构有限元分析方法对所述基本结构进行计算，根据计算结果绘出n+1个内力图；

系数和自由项确定模块，用于根据施加了单位约束力或外载荷的基本结构对应的受力状态在多余约束处的位移值，确定力法的系数和自由项；

多余约束力计算模块，用于利用杆系结构有限元分析方法对所述超静定结构模型在多余约束处的约束力进行计算，并将计算得到的多余约束力作为力法的基本未知量的解；

第二内力图绘制模块，利用杆系结构有限元分析方法对所述超静定结构模型进行分析得到内力值，基于所述内力值绘制所述超静定结构模型对应的内力图。