structuralBoundaryLoad
指定结构模型的边界荷载
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描述
structuralBoundaryLoad (指定类型边界上的表面牵引力、压力和平移刚度structuralmodel，RegionType，RegionID“SurfaceTraction”,STval“压力”,Pval“TranslationalStiffness”,TSval）RegionType与RegionIDID数字。
表面牵引被确定为作用在边界上的分布法向和切向力，沿全局笛卡尔坐标系分解。
压力必须在与边界垂直的方向上指定。正压力值作用于边界(例如压缩)。负压值作用于远离边界的地方(例如吸力)。
平动刚度是每个平动方向上的分布弹簧刚度。平动刚度被用来模拟弹性地基。
structuralBoundaryLoad不需要指定所有三个边界负载。根据您的结构分析问题，您可以通过选择相应的参数并省略其他参数来指定一个或多个边界载荷。您可以为任何结构模型指定平移刚度。指定压力或表面牵引力;structuralmodel必须是静态、瞬态或频率响应模型。用于模态分析的结构模型不能有压力或表面牵引力。
默认边界荷载为无应力边界条件。
structuralBoundaryLoad (属性指定顶点上的集中力structuralmodel“顶点”,VertexID“力”,Fval）VertexID号码。只能在以下情况下指定力structuralmodel是静态、瞬态或频率响应模型。模态分析的结构模型不能有集中的力。
structuralBoundaryLoad (允许您指定瞬态结构模型的非恒定集中力和谐波激励的形式和持续时间，而无需创建函数句柄。structuralmodel“顶点”,VertexID“力”,Fval，名称,值）
structuralBoundaryLoad (＿＿＿“标签”,将使用的结构边界负载添加标签labeltext）linearizeInput函数。方法传递边界加载线性化函数，提取稀疏线性模型用于控制系统工具箱™。
boundaryLoad= structuralBoundaryLoad (＿＿＿）
例子
应用固定边界和指定表面牵引力
在双金属电缆的两端施加固定边界和牵引力。
创建一个结构模型。
structuralModel = createpde“结构”，“static-solid”）;
创建嵌套圆柱体来模拟双金属电缆。
Gm =多柱([0.01,0.015]，0.05);
将几何图形分配给结构模型并绘制几何图形。
structuralModel。几何= gm;pdegplot (structuralModel“CellLabels”，“上”，…“FaceLabels”，“上”，…“FaceAlpha”, 0.4)
对于每种金属，指定杨氏模量和泊松比。
structuralProperties (structuralModel“细胞”，1，“YoungsModulus”110 e9,…“PoissonsRatio”, 0.28);structuralProperties (structuralModel“细胞”2,“YoungsModulus”210 e9,…“PoissonsRatio”, 0.3);
指定面1和面4为固定边界。
structuralBC (structuralModel“脸”(1、4),“约束”，“固定”）
ans = StructuralBC与属性:RegionType: 'Face' RegionID: [1 4] Vectorized: 'off'边界约束和强制位移位移:[]XDisplacement: [] YDisplacement: [] ZDisplacement:[]约束:“固定”半径:[]参考:[]标签:[]边界载荷力:[]SurfaceTraction:[]压力:[]translational刚度:[]标签:[]
指定面2和面5的表面牵引力。
structuralBoundaryLoad (structuralModel…“脸”(2、5),…“SurfaceTraction”(0, 0, 100))
ans = StructuralBC with properties: RegionType: 'Face' RegionID: [2 5] Vectorized: 'off'边界约束和强制位移位移:[]XDisplacement: [] YDisplacement: [] ZDisplacement:[]约束:[]半径:[]参考:[]标签:[]边界载荷力:[]SurfaceTraction: [3x1 double]压力:[]translational刚度:[]标签:[]
指定平移刚度
创建一个结构模型。
structuralModel = createpde“结构”，“static-solid”）;
创建一个块几何。
Gm = multicuboid(20,10,5);
将几何图形分配给结构模型并绘制几何图形。
structuralModel。几何= gm;pdegplot (structuralModel“FaceLabels”，“上”，“FaceAlpha”, 0.5)
指定杨氏模量和泊松比。
structuralProperties (structuralModel“YoungsModulus”30岁的…“PoissonsRatio”, 0.3);
该块的底面位于弹性基础(弹簧)上。要对该基础进行建模，请指定平移刚度。
structuralBoundaryLoad (structuralModel…“脸”，1，…“TranslationalStiffness”(0, 0, 30))
ans = StructuralBC with properties: RegionType: 'Face' RegionID: 1 Vectorized: 'off'边界约束和强制位移位移:[]XDisplacement: [] YDisplacement: [] ZDisplacement:[]约束:[]半径:[]参考:[]标签:[]边界载荷力:[]SurfaceTraction:[]压力:[]translational刚度:[3x1 double]标签:[]
对点施加集中力
在一个几何图形的顶点指定一个力值。
为实体(3-D)问题的静态分析创建一个结构模型。
Model = createpde(“结构”，“static-solid”）;
创建几何图形，它由两个堆叠在一起的长方体组成。
Gm =多立方体(0.2,0.01，[0.01 0.01]，“Zoffset”0.01 [0]);
在结构模型中包含几何图形。
模型。几何= gm;
绘制几何图形并显示人脸标签。旋转几何图形，以便您可以看到左侧的人脸标签。
图pdegplot(模型,“FaceLabels”，“上”）;视图(-67 [5])
绘制几何图形并显示顶点标签。旋转几何图形，以便在右侧看到顶点标签。
图pdegplot(模型,“VertexLabels”，“上”，“FaceAlpha”(0.5) xlim [-0.01 - 0.1]) zlim([-0.01 - 0.02])视图(60 [5])
指定材料的杨氏模量、泊松比和质量密度。
structuralProperties(模型,“YoungsModulus”201 e9,“PoissonsRatio”, 0.3);
指定面5和面10为固定边界。
structuralBC(模型,“脸”, 10 [5],“约束”，“固定”）;
指定顶点6处的集中力。
structuralBoundaryLoad(模型,“顶点”6“力”, (0; 10 ^ 4 0))
ans = StructuralBC with properties: RegionType: 'Vertex' RegionID: 6 Vectorized: 'off'边界约束和强制位移位移:[]XDisplacement: [] YDisplacement: [] ZDisplacement:[]约束:[]半径:[]参考:[]标签:[]边界载荷力:[3x1 double] SurfaceTraction:[]压力:[]translational刚度:[]标签:[]
指定压力频率响应模型
使用函数句柄为频率响应模型指定与频率相关的压力。
为一个三维问题创建一个频率响应模型。
Fmodel = createpde()“结构”，“frequency-solid”）;
导入并绘制几何图形。
importGeometry(车型,“TuningFork.stl”）;图pdegplot(车型,“FaceLabels”，“上”）
指定时间(面11)上的压力载荷为短矩形压力脉冲。在频域中，压力脉冲是均匀分布在所有频率上的单位载荷。
structuralBoundaryLoad(车型,“脸”11“压力”1);
现在指定一个频率相关的压力负荷，例如， 。
pLoad = @(location,state) exp(-(state.frequency- 1e3).^2/1E5);structuralBoundaryLoad(车型,“脸”12“压力”, pLoad);
用函数句柄指定瞬态模型的非恒定压力
使用函数手柄指定三维薄板中心的谐波变化压力。
为一个三维问题创建一个瞬态动态模型。
Structuralmodel = createpde(“结构”，“transient-solid”）;
创建一个由一个薄板和一个小板在中心组成的三维几何体。在模型中包含几何图形并绘制它。
Gm = multicuboid([5,0.05]，[5,0.05]，0.01);structuralmodel。几何= gm;pdegplot (structuralmodel“FaceLabels”，“上”，“FaceAlpha”, 0.5)
放大可以看到中间小盘子上的人脸标签。
图pdegplot (structuralmodel,“FaceLabels”，“上”，“FaceAlpha”，0.25)轴([-0.2 0.2 -0.2 0.2 -0.1 0.1])
指定材料的杨氏模量、泊松比和质量密度。
structuralProperties (structuralmodel“YoungsModulus”210 e9,…“PoissonsRatio”, 0.3,…“MassDensity”, 7800);
指定三维薄板外围的所有面为固定边界。
structuralBC (structuralmodel“约束”，“固定”，“脸”, 8);
在板材中心的小表面上施加一个谐波变化的压力负荷。
plungerLoad = @(location,state)5E7.*sin(25.*state.time);structuralBoundaryLoad (structuralmodel“脸”12“压力”plungerLoad)
ans = StructuralBC与属性:RegionType: 'Face' RegionID: 12矢量化:'off'边界约束和强制位移位移:[]XDisplacement: [] YDisplacement: [] ZDisplacement:[]约束:[]半径:[]参考:[]标签:[]边界载荷力:[]SurfaceTraction:[]压力:@(位置，状态)5E7.*sin(25.*state. Time) translational刚度:[]标签:[]时间变化的力，压力，或强制位移StartTime: [] EndTime: [] RiseTime: [] FallTime:[]力、压力或强制位移正弦变化频率:[]相位:[]
通过指定频率施加正弦压力
通过指定一个频率，在一个三维薄板的中心指定一个谐波变化的压力。
为一个三维问题创建一个瞬态动态模型。
Structuralmodel = createpde(“结构”，“transient-solid”）;
创建一个由一个薄板和一个小板在中心组成的三维几何体。在模型中包含几何图形并绘制它。
Gm = multicuboid([5,0.05]，[5,0.05]，0.01);structuralmodel.Geometry =通用;pdegplot (structuralmodel“FaceLabels”，“上”，“FaceAlpha”, 0.5)
放大可以看到中间小盘子上的人脸标签。
图pdegplot (structuralmodel,“FaceLabels”，“上”，“FaceAlpha”，0.25)轴([-0.2 0.2 -0.2 0.2 -0.1 0.1])
指定材料的杨氏模量、泊松比和质量密度。
structuralProperties (structuralmodel“YoungsModulus”210 e9,…“PoissonsRatio”, 0.3,…“MassDensity”, 7800);
指定三维薄板外围的所有面为固定边界。
structuralBC (structuralmodel“约束”，“固定”，“脸”, 8);
在板材中心的小表面上施加一个谐波变化的压力负荷。
structuralBoundaryLoad (structuralmodel“脸”12…“压力”5 e7,…“频率”, 25)
ans = StructuralBC with properties: RegionType: 'Face' RegionID: 12 Vectorized: 'off'边界约束和强制位移位移:[]XDisplacement: [] YDisplacement: [] ZDisplacement:[]约束:[]半径:[]参考:[]标签:[]边界载荷力:[]SurfaceTraction: [] Pressure: 50000000 translational刚度:[]标签:[]时间力、压力或强制位移的变化StartTime: [] EndTime: [] RiseTime: [] FallTime:[]力、压力或强制位移正弦变化频率:25相位:[]
在边界上施加矩形压力脉冲
创建一个暂态结构模型。
structuralModel = createpde“结构”，“transient-solid”）;
导入并绘制几何图形。
importGeometry (structuralModel“BracketWithHole.stl”）;pdegplot (structuralModel“FaceLabels”，“上”10)视图(-20)
指定杨氏模量和泊松比。
structuralProperties (structuralModel“YoungsModulus”200 e9,…“PoissonsRatio”, 0.3,…“MassDensity”, 7800);
指定面4为固定边界。
structuralBC (structuralModel“脸”4“约束”，“固定”）;
在面部7垂直方向上施加矩形压力脉冲。
structuralBoundaryLoad (structuralModel“脸”7“压力”10 ^ 5,…“开始时间”, 0.1,“EndTime”, 0.5)
ans = StructuralBC与属性:RegionType: 'Face' RegionID: 7矢量化:'off'边界约束和强制位移位移:[]XDisplacement: [] YDisplacement: [] ZDisplacement:[]约束:[]半径:[]参考:[]标签:[]边界载荷力:[]SurfaceTraction:[]压力:100000 translational刚度:[]标签:[]时间力、压力或强制位移的变化StartTime: 0.1000 EndTime: 0.5000 RiseTime: [] FallTime:[]力、压力或强制位移正弦变化频率:[]相位:[]
在点处施加矩形力脉冲
在一个几何图形的顶点指定一个短的集中力脉冲。
为实体(3-D)问题的静态分析创建一个结构模型。
Structuralmodel = createpde(“结构”，“transient-solid”）;
创建几何图形，它由两个堆叠在一起的长方体组成。
Gm =多立方体(0.2,0.01，[0.01 0.01]，“Zoffset”0.01 [0]);
在结构模型中包含几何图形。
structuralmodel。几何= gm;
绘制几何图形并显示人脸标签。旋转几何图形，以便您可以看到左侧的人脸标签。
图pdegplot (structuralmodel,“FaceLabels”，“上”）;视图(-67 [5])
绘制几何图形并显示顶点标签。旋转几何图形，以便在右侧看到顶点标签。
图pdegplot (structuralmodel,“VertexLabels”，“上”，“FaceAlpha”(0.5) xlim [-0.01 - 0.1]) zlim([-0.01 - 0.02])视图(60 [5])
指定材料的杨氏模量、泊松比和质量密度。
structuralProperties (structuralmodel“YoungsModulus”201 e9,…“PoissonsRatio”, 0.3,…“MassDensity”, 7800);
指定面5和面10为固定边界。
structuralBC (structuralmodel“脸”, 10 [5],“约束”，“固定”）;
在顶点6指定一个短的集中力脉冲。
structuralBoundaryLoad (structuralmodel“顶点”6…“力”(0; 1000; 0),…“开始时间”，1，“EndTime”, 1.05)
ans = StructuralBC与属性:RegionType: 'Vertex' RegionID: 6 Vectorized: 'off'边界约束和强制位移位移:[]XDisplacement: [] YDisplacement: [] ZDisplacement:[]约束:[]半径:[]参考:[]标签:[]边界载荷力:[3×1 double] SurfaceTraction: [] Pressure: [] translational刚度:[]标签:[]时间力、压力或强制位移的变化StartTime: 1 EndTime: 1.0500 RiseTime: [] FallTime:[]力、压力或强制位移正弦变化频率:[]相位:[]
指定零初始位移和速度。
structuralIC (structuralmodel“位移”(0, 0, 0),“速度”(0, 0, 0))
ans = GeometricStructuralICs with properties: RegionType: 'Cell' RegionID: [1 2] InitialDisplacement: [3×1 double] InitialVelocity: [3×1 double]
生成一个精细的网格。
generateMesh (structuralmodel“Hmax”, 0.02);
由于荷载在初始时间范围内为零，且作用时间较短，故求解两个时间范围内的模型。利用第一个时间跨度找到力脉冲之前的解。
structuralresults1 = solve(structuralmodel,0:1E-2:1);
使用第二个时间跨度找出在力脉冲期间和之后的解。
structuralIC (structuralmodel structuralresults1)
ans = NodalStructuralICs与属性:InitialDisplacement: [511×3 double] InitialVelocity: [511×3 double]
Structuralresults2 = solve(structuralmodel，…[1.001:0.001:1.01 1.02:1e-2:2]);
在顶点6对应的节点上绘制位移值，在这里施加集中力脉冲。
loaddnd = findNodes(strucalmodel。网,“地区”，“顶点”6);情节(structuralresults2。SolutionTimes,…structuralresults2.Displacement.uy (loadedNd:))
输入参数
structuralmodel- - - - - -结构模型
StructuralModel对象
结构模型，指定为aStructuralModel对象。该模型包含几何、网格、材料的结构特性、体载荷、边界载荷和边界条件。
例子:Structuralmodel = createpde('structural'，'transient-solid')
RegionType- - - - - -几何区域类型
“边缘”一个二维模型|“脸”用于三维模型
几何区域类型，指定为“边缘”2-D模型或“脸”3d模型。
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel‘脸’,(2、5),“SurfaceTraction”,[0,0100)
数据类型:字符|字符串
RegionID- - - - - -几何区域ID
正整数|正整数向量
几何区域ID，指定为正整数或正整数向量。通过使用查找区域idpdegplot。
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel‘脸’,(2、5),“SurfaceTraction”,[0,0100)
数据类型:双
VertexID- - - - - -顶点ID
正整数|正整数向量
顶点ID，指定为正整数或正整数向量。查找顶点idpdegplot。
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel“顶点”6“力”,[0,10 ^ 4;0])
数据类型:双
STval- - - - - -分布在边界上的法向力和切向力
数值向量|函数处理
分布在边界上的法向和切向力，沿着全局笛卡尔坐标系分解，指定为数字矢量或函数句柄。数字向量对于二维模型必须包含两个元素，对于三维模型必须包含三个元素。
对于2d模型，该函数必须返回一个两行矩阵，对于3d模型，该函数必须返回一个三行矩阵。矩阵的每一列必须对应于求解器提供的边界坐标处的表面牵引向量。在进行暂态或频响分析时，STval也可以分别是时间或频率的函数。有关详情，请参阅更多关于。
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel‘脸’,(2、5),“SurfaceTraction”,[0,0,100])
数据类型:双|function_handle
Pval- - - - - -法向边界压力
数量|函数处理
垂直于边界的压力，用数字或函数句柄指定。正压力作用于边界(例如压缩)，而负压力作用于远离边界(例如吸力)。
如果你指定Pval作为函数句柄，该函数必须返回一个行向量，其中每一列对应于求解器提供的边界坐标处的压力值。对于瞬态结构模型，Pval也可以是时间的函数。对于频率响应结构模型，Pval可以是频率函数(当指定为函数手柄时)，也可以是在宽频谱范围内具有相同幅度的恒定压力。有关详情，请参阅更多关于。
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel‘脸’,(2、5),“压力”,10 ^ 5)
数据类型:双|function_handle
TSval- - - - - -分布弹簧刚度
数值向量|函数处理
用于模拟弹性基础的每个平移方向的分布式弹簧刚度，指定为数值向量或函数句柄。数字向量对于二维模型必须包含两个元素，对于三维模型必须包含三个元素。定制函数必须为2-D模型返回两行矩阵，为3-D模型返回三行矩阵。该矩阵的每一列对应于求解器提供的边界坐标处的刚度向量。在进行暂态或频响分析时，TSval也可以分别是时间或频率的函数。有关详情，请参阅更多关于。
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel‘边缘’,(2、5),“TranslationalStiffness”,[0,5500])
数据类型:双|function_handle
Fval- - - - - -集中力
数值向量|函数处理
顶点上集中的力，指定为数值向量或函数句柄。使用函数句柄指定取决于时间或频率的集中力。有关详情，请参阅更多关于。
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel“顶点”5“力”,[0,0,10])
数据类型:双|function_handle
labeltext- - - - - -结构边界荷载标签
特征向量|字符串
结构边界负载的标签，指定为字符向量或字符串。
数据类型:字符|字符串
名称-值参数
structuralBoundaryLoad (structuralmodel‘脸’,(2、5),“压力”,10 ^ 5,上升时间,0.5,“FallTime”,0.5,“EndTime”,3)
使用一个或多个名称-值对参数来指定压力或集中力脉冲和谐波激励的形式和持续时间仅适用于瞬态结构模型。指定压力或力值Pval或Fval分别论证。
可以对矩形、三角形和梯形压力或集中力脉冲进行建模。如果开始时间为0，可以不指定它。
对于矩形脉冲，指定开始和结束时间。
对于三角形脉冲，指定起始时间和以下任意两个时间:上升时间、下降时间和结束时间。您也可以指定所有三个时间，但它们必须是一致的。
对于梯形脉冲，指定所有四次。
您可以通过指定谐波压力或集中力负载的频率和初始相位来建模。如果初始相位为0，则可以省略指定它。
输出参数
更多关于
另请参阅
StructuralModel|structuralProperties|structuralDamping|structuralBodyLoad|structuralBC|StructuralBC属性
