FEAP介绍
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August 22, 2000
FEAP 介绍
张雄
FEAP –材料性质数据
例子
¾ 二维连续体
MATErial, 1
SOLId
ELAStic ISOTropic E µ
PLANe STREss, PLANe STRAin, or AXISymmetric ! Blank termination record
FEAP
A Finite Element Analysis Program
清华大学工程力学系 张雄
FEAP
研制者： Robert L. Taylor教授 美国加州大学伯克利分校 土木与环 境工程系
研制目的：教学与科研 配套教材：O.C. Zienkiewica, R.L. Taylor,
FEAP 介绍
张雄
FEAP – 输入数据文件
¾ 函数 abs, exp, int, log, sqrt, sin, cos, tan, atan, asin, acos, sind, cosd, tand, atand, asind, acosd, cosh, sinh, tanh
9 以d结尾的三角函数和反三角函数的自变 量的单位为度，其它的为弧度。
横截面类型和相应的参数
TYPE EV(1) EV(2) EV(3) EV(4) EV(5) EV(6)
TUBE
r
t
n
qn
RECTangle yb
zb
yt
zt
qy
qz
r – 半径； t – 厚度； n – 分段数； q – 高斯积分阶次； 假设横截面位于y-z平面内
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张雄
FEAP –材料性质数据
¾ 杆单元
MATErial, 1 TRUSs
ELAStic ISOTropic E µ
SECTion TYPE (EV(i), i = 1, 6) 或 CROSS, section, A, Ixx, Iyy, Ixy, Jzz, kx, ky
¾ 板弯曲单元
MATErial, 1 PLATe
NUMNP – 节点总数 NUMEL – 单元总数 NUMMAT – 材料性质组数 NDM – 空间维数 (1、2或3) NDF – 每个节点的最大自由度数目 NEN – 每个单元的最大节点数目
¾ END (网格数据输入结束)
¾ PRINt / NOPRint (输出/不输出网格数据)
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P= 5
19 18
12
16
17 11 15
9 11 12 10
14 8
5 6
6 13 7 78
9
123
10 4
12345
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张雄
FEAP –材料性质数据
MATErial命令（定义各材料组的参数及单元类型）
MATErial, ma, [output label] type … (定义该单元类型所需的参数)
<以空行结束> ma – 材料组号 output label – 输出标号 type – 单元类型
SOLId (固体单元，2-D 或 3-D). FRAMe (两节点梁单元，2-D 或 3-D). TRUSs(两节点杆单元，1-D、2-D或3-D). PLATe(2-D板弯曲单元) SHELl(3-D壳单元) MEMBrane(3-D薄膜单元)
9 函数的自变量可以是参数，但不能含有括 号。如： p = 4.*atan(1), q = 1./(3.+a), q = tan(q)
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张雄
建立有限元网格
直接输入法
FEAP –网格
控制信息
¾ FEAP title ¾ NUMNP, NUMEL, NUMMAT, NDM, NDF, NEN
自动生成法
FEAP –网格
BLOCk命令
¾ 一维单元
BLOCk type, r-inc, , node1, elmt1, mat 1, x_1, y_1, z_1 … N, x_N, y_N, z_N <以空行结束>
type — 主节点坐标的类型，即cart, pola, or sphe. r-inc — 在r方向节点自动生成的个数 node1 — 生成的第一个节点的节点号(0 – 自动) elmt1 — 生成的第一个单元的单元号(0 – 自动) mat — 所有生成的单元的材料组号
The Finite Element Method, McGraw-Hill, London, 4th edition
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张雄
FEAP
求解过程 ¾ 建立有限元模型 9 单元类型 9 节点 9 载荷及边界条件 9 材料模型 9 其它 ¾ 求解 9 求解算法
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张雄
FEAP –网格
COORdinates 命令（输入节点坐标）
COORdinates
node1, ngen1, (x(i), i = 1, ndm) node2, ngen2, (x(i), i = 1, ndm) … 以空行结束
node1 – 节点编号 ngen1 – 节点自动生成增量。生成的节点序列为
node1, node1+ngen1, node1+2*ngen1, …,node2 ngen1等于0时不自动生成节点。 x(i) – 节点坐标
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张雄
FEAP –网格
例子 – 圆盘
P = 10
P = 10
P= 5
19 18
12
16
17 11 15
9
11
id(i) = 0：在该自由度上位移不约束 (缺省) id(i) ≠ 0：在该自由度上位移被约束
在自动生成边界约束条件时，如果node1的边界条件 代码等于０或大于０，则node1+i*ngen1的边界条件 代码置为零；如果为负值，则置为-1。
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张雄
FEAP –边界条件
¾ 梁单元
MATErial, 1 FRAMe
ELAStic ISOTropic E µ
SECTion TYPE (EV(i), i = 1, 6) 或 CROSS, section, A, Ixx, Iyy, Ixy, Jzz, kx, ky
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张雄
FEAP –材料性质数据
nelm1 – 单元号 ngen1 – 单元自动生成节点号增量。 matl1 – 材料组号 ix(i) – 单元节点号
单元数据必须按单元编号次序排列。
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张雄
FEAP –网格
ELEMents 111 1 2 7 6 5 1 1 6 7 12 11 9 1 1 11 12 17 16 10 1 1 12 13 14 17 11 1 1 14 15 18 17 12 0 1 16 17 18 19
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张雄
FEAP –边界条件
DISPlacements命令（指定节点边界位移值）
DISPlacements node1, ngen1, (d(i), i=1,ndf) node2, ngen2, (d(i), i=1,ndf)
… <以空行结束>
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张雄
FEAP –材料性质数据
MATErial,1
SOLId
ELAStic ISOTropic 10000 0.25 ! E and nu
PLANe STREss
DENSity data 7e3 ! ρ
QUADrature data 2 2
! Blank termination record
! Blank termination recor7 11 15
9
11
10 12
14 8
5 6
6 13 7 78
9
123
10 4
12345
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张雄
FEAP –边界条件
BOUNdary命令（指定边界约束条件）
BOUNdary node1, ngen1, (id(i),i=1,ndf) node2, ngen2, (id(i),i=1,ndf) … <以空行结束>
19 18
12
16
17 11 15
10 0 0.9239 0.3827 11 1 0.0000 0.5000 13 1 0.4000 0.4000 15 0 0.7010 0.7010 16 0 0.0000 0.7500 17 0 0.2913 0.6869 18 0 0.3827 0.9239
9
10 12
14 8
5 6
6 13 7 78
9
123
10 4
12345
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张雄
FEAP –网格
FEAP ** Example 1. Circular Disk: Basic inputs
19 12 1 2 2 4
COORdinates 1 1 0.0000 0.0000 5 0 1.0000 0.0000 6 1 0.0000 0.2500 8 1 0.4500 0.2000
张雄
FEAP –边界条件
