主要内容

方板振动

这个例子展示了如何计算一个三维简支,正方形,弹性板的振动模式和频率。金宝app

板的尺寸和材料性能取自NAFEMS FV52发布的标准有限元基准问题(见参考文献)。

首先,为您的三维模态分析问题创建一个结构模型容器。这是一个容器,包含几何形状、材质属性、体负载、边界负载、边界约束和网格。

模型= createpde (“结构”“模态实体”);

使用导入简单板模型的STL文件importGeometry函数。这个函数重建模型的面、边和顶点。它可以合并一些面和边,所以数字可以不同于父CAD模型。

importGeometry(模型,“Plate10x10x1.stl”);

绘制几何图形并打开面部标签。在定义边界条件时,需要使用面标签。

图hc = pdegplot(模型,“FaceLabels”“上”);hc(1)。FaceAlpha = 0.5;标题(“带有面部标签的板”

图中包含一个坐标轴。带有面标的标题板轴包含三种类型的物体:箭筒,贴片,线。

定义钢的弹性模量、泊松比和材料密度。

structuralProperties(模型,“杨斯穆卢斯”,200e9,...“PoissonsRatio”,0.3,...“MassDensity”, 8000);

在这个例子中,唯一的边界条件是零 z -四边面的位移。这些边面有标签1到4。

结构BC(模型,“脸”1:4,“ZDisplacement”,0);

创建并绘制一个网格。指定目标最小边长,以便每个板厚有一行元素。

generateMesh(模型,“机构”, 1.3);图pdeplot3D(模型);标题(“二次四面体网格”);

为了与公布的值进行比较,加载以Hz为单位的参考频率。

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

在规定的频率范围内解决问题。定义上限略大于最高参考频率,下限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 maxFreq]);

计算频率(Hz)。

freqHz = result.NaturalFrequencies /(2 *π);

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

tfreqHz =表(refFreqHz。”,freqHz (1:10));tfreqHz.Properties.VariableNames = {“参考”“计算的”};disp (tfreqHz);
计算_________ __________ 0 4.5173e-05 0 3.6306e-05 0 1.3078e-05 45.897 44.871 109.44 109.74 109.44 109.77 167.89 168.59 193.59 193.74 206.19 207.51 206.19 207.52

您可以看到计算出来的频率和公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;h.Position = [100100900600];numToPrint = min(长度(freqHz), (refFreqHz));i=4:numToPrint子地块(4,2,i-3);pdeplot3D(模型,“ColorMapData”result.ModeShapes.uz (:, i));轴平等的标题(sprintf ([“模式= % d, z-displacement \ n”...的频率(赫兹):Ref = % g有限元= % g '],...我,refFreqHz(我),freqHz(我)));结束

参考

国家有限元方法和标准机构。标准的NAFEMS基准。联合王国:1990年10月。