[拼音]：jiegou fenxi xitong
[外文]：structural analysis program system
系统的形成
用电子计算机进行结构分析始于航空、航天工业。发展初期，结构分析的计算程序的编制，都分别针对各个具体问题，缺乏通用性。随着计算机技术的发展，飞行器结构分析的规模和范围日益扩大。另一方面，与电子计算机应用相适应的有限元素法在理论上日臻成熟，在实践中积累了丰富的经验；又因有限元素法突出的优点是通用性强，对于各类结构分析问题，都有很大一部分相似的计算过程，非常适宜于标准化。60年代后期，大型通用程序系统出现，并进而发展成为具有商业价值的结构分析软件。有代表性的航空航天结构分析系统有美国国家航空航天局的 NASTRAN系统、联邦德国斯图加特大学航空和航天结构静动力研究所的ASKA系统。中国发展的航空结构分析系统简称 HAJIF，也具有多种结构分析功能。
功能与程序结构
结构分析系统具有对飞行器结构的静强度、动强度、气动弹性力学、疲劳与断裂、热强度、流体与结构交互作用、自动控制系统与结构交互作用等方面进行分析的功能，同时具备线性和非线性分析的能力。它们以有限元素法为理论基础，广泛采用模块式程序结构。模块是相对独立的程序段，如各种矩阵运算、代数方程组的解算、实数的或复数的特征值分析、非线性分析的各种算法、瞬态分析的各种算法、裂纹扩展的数值模拟等，都可设计为一些具有特定的物理和数学功能的模块。模块之间不能直接交换信息，也不能相互调用，因而一个模块的修改和新模块的补充一般都不会涉及其他模块，模块的这种相对独立性使结构分析系统有可能不断更新和完善。结构分析系统的中枢是执行系统，它的主要功能是监控模块的执行顺序，建立和传递模块的信息参数，计划和分配文件的存区，保持足够的重新启动的能力，即在发生预定或意外的中断后仍能使程序恢复执行。
系统的使用
使用结构分析系统时，首先根据预定的任务和性质，例如决定是静力还是动力分析，线性还是非线性，结构整体还是局部细节，将实际结构理想化为由若干有限元所组成的计算模型，需要时还可将大型结构划分为若干区域，这样的结构区称为子结构。接着做输入数据准备。计算模型主要的定义数据是：元素、节点和子结构的编号、节点坐标、元素几何特性（厚度、惯性矩、截面积等）、材料性质（密度、弹性模量、泊松比、热膨胀系数、屈服准则、硬化规律等）、载荷、边界条件和其他约束条件等。通常都运用一组外部数据预处理程序作为数据生成和输入手段，使人工准备工作量尽可能地减小。结构分析过程通常有两种格式，一种是固定格式，模块调用的顺序已在系统中按固定方式安排，每个固定格式都与一种特定的结构分析问题相对应；另一种格式是向用户提供矩阵运算程序和求解方法，由用户自己组织模块的调用顺序。用户选择好格式，按用户手册的规定输入和起动，结构分析系统就能按用户的要求执行预定的结构分析任务。系统有自己的专用语言，规定有各类控制卡片的格式，有存放各种类型有限元的元素库，如杆元、梁元、膜元、板元、壳元、轴对称元和各类等参元；有存放不同类型材料特性数据的材料库，供用户选用，还有错误诊断系统。输入结构数据和输出分析结果的图像显示技术已得到普遍应用，使分析人员易于发现输入数据的错误，同时显示分析结果，例如位移、振型、结构参量的时间历程、塑性区、温度分布、裂纹扩展、动力响应曲线、元素应力、支反力等。
结构分析系统的功能还在不断地扩大、改进，向着图像交流方向发展，即通过图像显示设备进行人-机对话，研究各种图像交流的前置和后续处理技术，也就是输入与输出数据处理技术，更密切地与计算机辅助设计相配合。
- 参考书目
- W.Pilkey，K. Saczalski，H. Schaeffer， Structural Mechanics， Computer Programs， Univ. Press of Virginia，Charlottesville，1974.
- S. J. Fenves， N. Perrone， A. R. Robinson， W.C.Schnobrich， Numerical and Computer Methods in Structural Mechanics， Academic Press， New York，1973.