Python与Ansys APDL有限元系列一：平面2D桁架竖向集中载荷分析

1. 二维静定桁架，结构各个参数如下

弹性模量200000MPa，
三节点竖向集中力均为100000N，
杆件横截面积4532mm2
桁架高度为3000mm
桁架横杆（包括底部受拉杆，顶部受拉杆）长度为3000mm
各节点坐标分别为[-4500, 0],[-1500,0],[1500,0],[4500,0],[-3000,3000],[0,3000],[3000,3000]

1.1 设定参数

import numpy as np
# from math import sqrt
import math
E = 200000
A = 4532
EA = E * A
scale_factor = 50
NodeCoord = np.array([[-4500, 0],[-1500,0],[1500,0],[4500,0],[-3000,3000],[0,3000],[3000,3000]])
# 七个节点
EleNode = np.array([[1,2],[2,3],[3,4],[5,6],[6,7],[1,5],[2,6],[3,7],[2,5],[3,6],[4,7]])
numEle = EleNode.shape[0]#单元总数
numNode = NodeCoord.shape[0]#节点总数
numDof = 2 * numNode# 自由度总数

forces = np.zeros((numDof,1))
stiffness = np.zeros((numDof,numDof))
restrainedDof = np.array([0,1,7])
xx = NodeCoord[:,[0]]
yy = NodeCoord[:,[1]]
forces[9] = forces[11] = forces[13] = -100000

1.2 求解整体刚度矩阵

##############################################################求解总刚矩阵


for i in range(numEle):
    nodeIndex = EleNode[i,:]
    delta_x = xx[nodeIndex[1]-1] - xx[nodeIndex[0]-
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