主要内容

方板振动

本例显示了如何计算三维简支方形弹性板的振动模式和频率。金宝app

板的尺寸和材料特性取自NAFEMS,FV52(见参考文献)发布的标准有限元基准问题。

首先,为三维模态分析问题创建结构模型容器。这是一个容器,用于保存几何体、材质特性、实体载荷、边界载荷、边界约束和网格。

model=createpde(“结构性”,“模态实体”);

使用导入简单板模型的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,'Plate10x10x1.stl');

打印几何图形并启用面标签。定义边界条件时需要面标签。

图hc=pdegplot(模型,“人脸标签”,“开”);hc(1).面α=0.5;标题(“带正面标签的板”)

图中包含一个轴对象。带有标题板和面标签的轴对象包含3个类型为quiver、patch和line的对象。

定义钢的弹性模量、泊松比和材料密度。

结构特性(模型、,“杨斯穆卢斯”,200e9,...“PoissonsRatio”,0.3,...“质量密度”,8000);

在本例中,唯一的边界条件是零 Z -四个边面上的位移。这些边面具有标签1到4。

结构BC(模型,“脸”,1:4,“ZDisplacement”,0);

创建并绘制网格。指定目标最小边长度,以便每个板厚度有一行元素。

generateMesh(模型,“嗯”,1.3); 图pdeplot3D(模型);头衔(“具有二次四面体单元的网格”);

为了与公布的值进行比较,以Hz为单位加载参考频率。

refFreqHz=[0 0 45.897 109.44 109.44 167.89 193.59 206.19 206.19];

解决指定频率范围内的问题。将上限定义为略大于最高参考频率,下限定义为略小于最低参考频率。

maxFreq=1.1*refFreqHz(结束)*2*pi;结果=求解(模型,“频率范围”,[-0.1最大频率];

以赫兹为单位计算频率。

frequehz=结果自然频率/(2*pi);

比较最低10种模式的参考频率和计算频率(单位:Hz)。最低的三个振型对应于板的刚体运动。它们的频率接近于零。

tfreqHz=表格(参考频率',频率(1:10));tfreqHz.Properties.VariableNames={“参考”,“计算的”}disp(tfreqHz);
参考计算值uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu0 2.4285e-06 0 3.4344e-06 0 3.2672e-05 45.897 44.871 109.44 109.44 109.44 109.77 167.89 168.59 193.59 193.74 206.19 207.51 206.52

您可以看到计算的频率和发布的频率之间有很好的一致性。

绘制第三部分( Z -七个最低非零频率模式的解决方案的组件)。

h=图形;h.位置=[100100900600];numToPrint=最小值(长度(频率),长度(参考频率));对于i=4:numToPrint子地块(4,2,i-3);pdeplot3D(模型,“ColorMapData”,result.ModeShapes.uz(:,i));轴相同的头衔(斯普林特)(['模式=%d,z位移\n',...'频率(Hz):参考=%g FEM=%g'],...i、 refFreqHz(i),freqHz(i));终止

参考

[1] 国家有限元方法和标准局。标准NAFEMS基准。联合王国:NAFEMS,1990年10月。