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研究生: 林漢昇
Lin, Han-Sheng
論文名稱: 有限元素使用者介面的設計
The Design of User Interface for Finite Element Analysis
指導教授: 何旭彬
ho, hsu-pin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 71
中文關鍵詞: 物件導向程式設計有限元素法圖形介面
外文關鍵詞: Finite element method, Graphic user interface, Object-oriented programming
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  •   本研究利用C++電腦語言、電腦繪圖程式庫OpenGL及微軟(Microsoft)所提供於C++的MFC(Microsoft Foundation Class)基本程式庫,整合另兩位研究生撰寫的程式。其中一位研究生撰寫之二維、三維溫度分析和二維之平面應力及應變分析程式。另一位研究生所撰寫的自動網格化及圖形布林運算處理程式。並加入樑及桁架有限元素分析。經由程式的結合,發展出完整之有限元素分析圖形介面。

      研究中包含了導引列視窗的建立、主要視窗的配置、樹狀選單的建立、圖形位置控制器、前處理圖形的描繪、後處理螢幕的配置及圖形顯示、施加邊界條件時各種選取方式及圖形顯示等,以上的設計及各種功能的建立,提供給使用者在程式使用上更為便利。

      結果驗證部分,利用樑、桁架、平面應力以及裂縫分析,與商業軟體ANSYS做比較。在桁架及樑部份,比較數值結果及後處理圖形;在平面應力及裂縫分析,比較後處理圖形。經由上述的範例,將研究的成果做一個呈現。

     In this research we use C++ computer language, the three dimensional graphics library OpenGL and the Microsoft MFC(Microsoft Foundation Class) framework to develop a finite element graphic user interface. Our work will incorporate with the research work from the other two graduate students to form a general purpose finite element code. Two and three dimensional heat transfer, plane stress and plain strain finite element analysis code are developed by other graduate student. Two dimensional computer graphics operation and auto-mesh functionality are developed by another graduate student. The finite element analysis of beams and trusses are developed in this research.

     The design and building up of the graphic user interface include the navigator windows, the design of the main window, the design of the menu tree, the element plot, the contour plot of the finite element analysis result, the graphic result, the graphic control functionality, etc. The purpose of provide the user a convenient environment to use finite element program.

     In the verification of the result ,we use beam, truss, plane stress and crack problems are analyze in our code and the results are compared with the results from the commercial finite element code ANSYS. The numerical results are the deform plot of the truss and beam problem compared with the ANSYS results are shown in the paper. The contour plots are the plane stress and crack problem compared with the ANSYS results are shown in the paper. It will be present a result form above example.

    中文摘要 I 英文摘要 II 誌謝 III 目 錄 IV 表目錄 VIII 圖目錄 IX 圖目錄 IX 符號說明 XIII 第一章 序論 1 1.1 前言 1 1.2 動機與目的 1 1.3 文獻回顧 3 1.4 論文架構 3 第二章 桁架及樑有限元素法理論 5 2.1 樑及桁架控制方程式 5 2.2 樑及桁架勁度矩陣 6 2.3 有限元素法程式撰寫架構 11 第三章 視窗介面開發工具 12 3.1 物件導向式程式語言 12 3.2 視窗程式的開發 12 3.2.1 SDI程式架構 13 3.2.2 訊息對映及訊息的種類 16 3.3 繪圖介面的產生 18 3.3.1 利用MFC 繪圖 18 3.3.2 利用OpenGL 繪圖 20 3.4 座標轉換 20 3.4.1 MFC座標轉換 21 3.4.2 OpenGL座標轉換 23 3.5 分割視窗 24 3.6 加入工具列 25 3.7 對話方塊 26 3.7.1 對話方塊的交換機制 27 3.7.2 對話方塊的控制項 28 3.7.3 樹枝狀選單的建立 28 第四章 視窗介面的配置 31 4.1 導引列的建立 31 4.2 視窗螢幕的配置 32 4.3 前處理的各種設定 34 4.4 求解處理的各種設定 36 4.5 核對選取項目對話方塊 37 4.6 後處理的各種設定 38 第五章 結果驗證 40 5.1 桁架及樑之有限元素分析 40 5.1.1 桁架及樑導引列的選擇 41 5.1.2 桁架及樑樹狀選單的畫面 42 5.1.3 輸入樑及桁架之節點 42 5.1.4 輸入樑及桁架之元素 43 5.1.5 輸入樑及桁架之材料參數 44 5.1.6 施加樑及桁架之邊界條件 45 5.1.7 施加樑及桁架之求解以及後處理 47 5.2 平面應力範例 51 5.2.1 平面應力的前處理 51 5.2.2 平面應力的求解處理 55 5.2.3 平面應力的後處理 57 5.3 裂縫問題元素分析 60 5.3.1 裂縫分析前處理以及求解處理 60 5.3.2 裂縫分析後處理 62 第六章 結論與建議 66 參考文獻 69 自 述 71

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2005-06-21公開
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