FORTRAN IV/77-Programm zur Finite-Elemente-Methode

Das in demselben Verlag erschienene Lehrbuch des Verfassers uber die Finite-Elemente-Methode in der linearen Elastostatik wird hier durch ein FEM-Programm erganzt, das die Elementtypen Stab (2D,3D), Balken (2D,3D) und das ebene lineare Scheibendreieck realisiert. Es lassen sich leicht weitere Elementtypen implementieren. Das Programm ist in FORTRAN IV ge schrieben. Es werden Hinweise gegeben, wie es sich in FORTRAN 77 fur den IBM-PC umschreiben la6t. Das vorgestellte Programmpaket ist sowohl auf Gr06rechnern wie auf Personalcomputern lauffahig. Auch auf Personalcomputern konnen Strukturen mit gr06er Bandbreite be rechnet werden. Als LOsungsalgorithmus fur das lineare Gleichungssystem der Gesamtsteifigkeitsbeziehung wurde das Cholesky-Verfahren gewahlt, das auf Bandmatrizen reduziert wird. Dabei wird nur das in der rechten Band halfte jeweils aktue11e "Dreieck" im Arbeitsspeicher gehal ten. Die Ein gabedaten und die Gesamtsteifigkeitsmatrix werden in externen Dateien ge speichert. Das bedeutet einen geringen Arbeitsspeicherbedarf, aber hohere Rechenzeiten gegentiber Verfahren, die die komplette Gesamtsteifigkeits beziehung im Arbeitsspeicher halten. Das Quellprogramm ist mit ausfuhrlichen Kommentaren versehen, so da6 der Ablauf leicht verstanden werden kann. Die einzelnen Moduln werden im ubrigen hinsichtlich ihrer Funktion genau beschrieben. Der Autor hat bei der Konzeption den didaktischen Gesichtspunkt in den Vordergrund gestellt. So ist das Programm fUr denjenigen gedacht, der selbst in die Erstellung von FEM-Programmen einsteigen, dieses Programm andern oder erweitern will oder nur Anregungen sucht. Andererseits kann das Programm z.B. in Ingenieur buros Anwendung finden, die z.B. Fachwerk- oder Rahmenprobleme behandeln.

Inhalt
7 Die Verwendeten Elementtypen.- 7.1 Die ES-Matrix für den ebenen Stab.- 7.2 Die ES-Matrix für den räumlichen Stab.- 7.3 Die ES-Matrix für den ebenen Balken.- 7.4 Die ES-Matrix für den räumlichen Balken.- 7.5 Die ES-Matrix für das ebene Scheibendreieck.- 8 Die Organisation der Eingabe.- 8.1 Die Organisation der Strukturdaten.- 8.2 Die Organisation der Programmsteuerung.- 8.3 Der Start des Programms.- 9 Beschreibung des Programms.- 9.1 Die Gliederung des Programms.- 9.2 Beschreibung der Programmoduln.- 9.3 Quellprogrammlisting.- 10 Beispiele.- 10.1 Ebenes Stabwerk.- 10.2 Ebenes Balkensystem.- 10.3 Räumliches Balkensystem.- 10.4 Schubwandträger.- 10.5 Kuppeldach aus Stäben mit Netzgenerator.- 11 Umgestaltung und Erweiterung des Programms.- 11.1 Knotenkoordinaten auf externem Datenträger.- 11.2 Struktur- und Befehlseingabe in einer Datei.- 11.3 Die Struktureingäbe als direkt organisierte Datei.- 11.4 Verbesserung der Feldorganisation.- 11.5 Einsatz des Programms auf Personalcomputern.- 11.6 Linienlasten für Balken und Scheibendreieck.- 11.7 Kombination von Elementen mit unterschiedlicher Anzahl von Freiheitsgraden pro Knoten.- 11.8 Auflagerreaktion in beliebiger Richtung.- 11.9 Einfügen weiterer Elementtypen.