三維結構與固體動力分析之視窗化開發

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姓名

李建璿(LI,JIAN-XUAN) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

三維結構與固體動力分析之視窗化開發

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摘要(中)

本研究主要建立一套包含前處理、分析引擎與後處理功能的圖形
使用者介面軟體，可以讓使用者簡單與效率地操作介面平台，使用三
維結構與固體動力分析程式，探討橋梁之耐震性能。在圖形使用者介
面中，使用者參照視窗的文字提示與彈出式對話框的訊息，建立分析
所需之輸入檔，再進行分析程序，在圖形使用者介面的輔助下，能夠
節省大量建立輸入資料所需的時間，且可以有效降低輸入文字檔格式
錯誤的可能性。完成程式分析之數據，可藉由介面提供之繪圖函式庫，
將輸出數據圖像化，並且透過介面提供使用者基本操作功能。圖形使
用者介面開發過程全程使用物件導向程式語言Python 來設計前處理
與後處理，並聯結分析引擎，完成一連貫的圖形使用者介面工作平台。

摘要(英)

The research is aimed to develop a graphical user interface program
to integrate system. The program includes preprocessing, analysis
procedure and post-processing for 3D dynamic analysis of structure and
solids, which makes user can design model of structures in an efficiently
and intuitively way to discuss the nonlinear behavior of bridges subjected
to extreme earthquakes. In the interface, user just needs to follow the guide
in the windows and the information of pop-up dialog to finish building
input data file. With the help from the interface, it can save a lot of time
and greatly declined the format error in building input data file. After
analysis finished, the interface offers user plot library which makes output
data visualized. And though the interface, user can also manipulate the
figure. This research use Python which is an object-oriented programming
language with many standard libraries to develop a complete graphical user
interface work platform connecting with 3D dynamic analysis of structures
and solids.

關鍵字(中)

★ 圖形使用者介面
★ 三維結構與固體動力分析程式
★ 系統整合
★ 程式語言Python
★ 人機介面

關鍵字(英)

論文目次

摘要……………………………………………………………………...I
Abstract…………………………………………………………………II
致謝……………………………………………………………………III
目錄……………………………………………………………………IV
圖目錄………………………………………………………………….VII
第一章緒論……………………………………………………………..1
1.1 研究動機與目的……………………………………………….1
1.2 文獻回顧……………………………………………………….2
1.2.1 前言…………………………………………………………2
1.2.2 圖形使用者介面之進程……………………………………3
1.2.3 圖形使用者介面之運用……………………………………3
1.3 論文架構……………………………………………………….5
第二章三維結構與固體動力分析…………..…………………………7
2.1 分析程式之資料輸入…………………………………………..7
2.2 分析程式之結果輸出…………………………………………..8
第三章圖形使用者介面之開發………………………………………13
3.1 程式語言Python………………………………………………13
3.2 介面設計PyQt………………………………………………...14
V
3.3 資料視覺化Matplotlib……………………………………...…15
3.4 系統模組os……………………………………………………16
3.5 Python 編譯轉碼PyInstaller……………………………….….16
3.6 小結……………………………………………………………17
第四章圖形使用者介面功能與操作介紹………………….………...22
4.1 介面功能簡介………………………………………………..22
4.1.1 選單列……………………………………………………..22
4.1.2 工具列……………………………………………………..24
4.1.3 顯示區……………………………………………………..24
4.2 建立輸入檔案…………………………………………………25
4.2.1 新建資料夾………………………………………………..25
4.2.2 儲存與開啟舊資料夾……………………………………..35
4.2.3 匯入檔案…………………………………………………..36
4.2.4 子視窗載入資料功能……………………………………..34
4.3 執行分析引擎………………………………………………37
4.4 分析結果呈現……………………………………………......38
4.5 介面與系統整合………………………………………………39
4.6 與市售軟體之比較……………………………………………40
4.6.1 SAP2000…………………………………………………40
VI
4.6.2 ABAQUS…………………………………………………42
4.6.3 比較………………………………………………………42
第五章算例分析……..………………………………………………..76
5.1 懸臂梁結構……………………………………………………76
5.2 橋梁結構………………………………………………………77
第六章結論與未來展望…………………………..…………………115
6.1 結論…………………………………………………………..115
6.2 未來展望……………………………………………………116
參考文獻………………………………………………………………117
附錄A 程式使用者手冊…………...…………………………………119

參考文獻

[1] 黃文昇（1999）「異向性彈性力學視窗化程式設計」，碩士論
文，國立成功大學航空太空工程研究所。
[2] 詹博名（2012），「異向性彈性力學視窗化程式進階設計」，
碩士論文，國立成功大學航空太空工程研究所。
[3] 沈健治（2005），「視窗介面之2D 桁架設計與最佳化平
台」，碩士論文，國立台灣科技大學機械工程系。
[4] 陳均成（2005），「有限元素法熱傳導分析程式的發展與視窗
化介面的設計應用」，碩士論文，國立清華大學工程與系統科
學研究所。
[5] 劉一霖（2015），「開發圖形使用者介面與船舶球型艏優化之
研究」，碩士論文，國立成功大學系統及船舶機電工程學系。
[6] 陳世凱（2011），「橋梁非線性行為之向量式有限元分析
法」，博士論文，國立中央大學土木工程學系。
[7] 朱浚邦（2017），「二維結構與固體動力分析程式之視窗介面
的開發」，碩士論文，國立中央大學土木工程學系。
[8] 陳鵬宇（2014），「橋梁三維極限破壞分析」，碩士論文，國
立中央大學土木工程學系。
[9] Python official website, Available at: https://www.python.org/
[10] PyQt official website,
Available at: https://riverbankcomputing.com/software/pyqt/intro
[11] PySide official website,
Available at: https://pypi.python.org/pypi/PySide/
[12] Extensible Markup Language,
Available at: https://www.w3.org/TR/xml/
[13] Matplotlib official website, Available at: http://matplotlib.org/
[14] PyInstaller official website, Available at: http://www.pyinstaller.org/
[15] SAP2000 official website, Available at: https://www.csiamerica.com/
[16] Abaqus official website, Available at: http://www.simutech.com.tw/

指導教授

李姿瑩

審核日期

2019-1-24

推文