此示例显示了如何使用有限元分析(FEA)分析施加载荷下的三维机械零件,并确定最大挠度。
解决线弹性问题的第一步是创建结构分析模型。这是一个容器,其中包含几何体、结构材料特性、阻尼参数、体载荷、边界载荷、边界约束、超单元界面、初始位移和速度以及网格。
model=createpde(“结构性”,“静态固体”);
使用导入简单括号模型的STL文件进口几何
函数。此函数重建模型的面、边和顶点。它可以合并一些面和边,因此数字可以不同于父CAD模型的数字。
进口几何(模型,'带孔支架。stl');
打印几何图形,显示面标签。
图pdegplot(模型,“人脸标签”,“开”)视图(30,30);头衔(“带面标签的括号”)
图pdegplot(模型,“人脸标签”,“开”)视图(-134,-32)标题('带正面标签的支架,后视图')
指定材料的杨氏模量和泊松比。
结构特性(模型、,“YoungsModulus”200 e9,...“PoissonsRatio”,0.3);
该问题有两个边界条件:背面(面4)是固定的,正面有施加的载荷。默认情况下,所有其他边界条件都是自由边界。
结构BC(模型,“脸”4“约束”,“固定的”);
在负方向施加分布荷载 -朝向前表面(表面8)的方向。
结构边界荷载(模型,“脸”,8,“表面反应”,[0;0;-1e4]);
生成并打印网格。
generateMesh(模型);图pdeplot3D(模型)标题(“具有二次四面体单元的网格”);
使用解决
函数来计算解决方案。
结果=解决(模型)
结果=具有以下特性的静态结构结果:位移:[1x1结构]应变:[1x1结构]应力:[1x1结构]VonMisesStress:[5993x1双]网格:[1x1 FEMesh]
在图中找出支架的最大挠度 方向。
minUz=min(结果位移uz);fprintf(“z方向的最大挠度为%g米。”minUz)
z方向的最大挠度为-4.43075e-05米。
绘制解向量的分量。最大挠度在 -方向。因为零件和负载是对称的,所以 -位移和 -位移是对称的,并且 位移对中心线是反对称的。
这里,绘图例程使用“喷气式飞机”
colormap,蓝色表示最低值,红色表示最高值。括号加载导致面8向下倾斜,因此最大
-位移显示为蓝色。
图pdeplot3D(模型,“ColorMapData”,result.Displacement.ux)标题(“x-displacement”)彩色地图(“喷气式飞机”)
图pdeplot3D(模型,“ColorMapData”,result.Displacement.uy)标题(“y位移”)彩色地图(“喷气式飞机”)
图pdeplot3D(模型,“ColorMapData”,result.Displacement.uz)标题(“z-displacement”)彩色地图(“喷气式飞机”)
绘制节点位置处的von Mises应力值。使用相同的喷气式飞机
彩色地图。
图pdeplot3D(模型,“ColorMapData”result.VonMisesStress)标题(•冯•米塞斯应力的)彩色地图(“喷气式飞机”)