支架挠度分析
这个例子展示了如何用有限元分析(FEA)分析在外加载荷下的三维机械零件并确定其最大挠度。
创建结构分析模型
解决线弹性问题的第一步是建立一个结构分析模型。该模型是一个容器,包含几何形状、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。
模型= createpde(“结构性”,“static-solid”);
进口几何
方法导入一个简单括号模型的STL文件importGeometry
函数。这个函数重构模型的面、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。
importGeometry(模型,“BracketWithHole.stl”);
绘制几何图形,显示人脸标签。
图pdegplot(模型,“FaceLabels”,“上”)视图(30、30);标题(“贴面标签支架”)
图pdegplot(模型,“FaceLabels”,“上”view(-134,-32)带面标支架,后视图)
说明材料的结构特性
指定材料的杨氏模量和泊松比。
structuralProperties(模型,“YoungsModulus”200 e9,...“PoissonsRatio”, 0.3);
应用边界条件和载荷
该问题有两个边界条件:后表面(表面4)是固定的,前表面(表面8)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。
structuralBC(模型,“面子”4“约束”,“固定”);
在负极上施加分布载荷 -朝向正面。
structuralBoundaryLoad(模型,“面子”8“SurfaceTraction”, (0, 0, 1 e4));
生成网格
生成并绘制一个网格。
generateMesh(模型);图pdeploy3d(模型)标题(二次四面体单元网格法);
计算解决方案
使用解决
函数来计算解。
结果=解(模型)
位移:[1x1 FEStruct]应变:[1x1 FEStruct]应力:[1x1 FEStruct] VonMisesStress: [5993x1 double] Mesh: [1x1 FEMesh]
检查解决方案
求支架的最大挠度 方向。
minUz = min(result.Displacement.uz);流(z方向的最大挠度是%g米minUz)
z方向的最大挠度为-4.43075e-05米。
使用可视化PDE结果实时编辑器任务绘制结果
使位移分量和冯米塞斯应力形象化,使用PDE结果的可视化Live Editor任务。最大的挠度在 方向。因为支架和荷载是对称的,所以x位移和z-位移是对称的,而y位移对中心线是反对称的。
方法创建一个新的实时脚本新的实时脚本按钮中的文件第一部分首页选项卡。
在住编辑器选项卡上,选择任务>PDE结果的可视化.此操作将任务插入到脚本中。
绘制z-位移,遵循以下步骤。绘制x- - -y-displacement,遵循相同的步骤,但是设置组件来X而且Y,分别。
在选择的结果部分的任务,选择
结果
在下拉列表中。在指定数据参数节的任务,集类型来位移而且组件来Z.
在指定可视化参数节的任务,清了变形复选框。
在这里,蓝色代表最小位移值,红色代表最高位移值。支架载荷使8面向下倾斜,因此最大z-displacement显示为蓝色。
为了画出冯·米塞斯的压力,在指定数据参数节的任务,集类型来压力而且组件来•冯•米塞斯.
在命令行绘制结果
你也可以绘制结果,如位移分量和冯米塞斯应力,在MATLAB®命令行使用pdeplot3D
函数。
图pdeplot3D(模型,“ColorMapData”result.Displacement.ux)标题(“x-displacement”) colormap (“喷气机”)
图pdeplot3D(模型,“ColorMapData”result.Displacement.uy)标题(“y-displacement”) colormap (“喷气机”)
图pdeplot3D(模型,“ColorMapData”result.Displacement.uz)标题(“z-displacement”) colormap (“喷气机”)
图pdeplot3D(模型,“ColorMapData”result.VonMisesStress)标题(“冯·米塞斯压力”) colormap (“喷气机”)