本例展示了如何使用有限元分析(FEA)分析在外加载荷下的三维机械零件,并确定最大挠度。
解决线性弹性问题的第一步是建立结构分析模型。这是一个容器,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”,“static-solid”);
方法导入简单括号模型的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,因此数字可以与父CAD模型的数字不同。
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(“带脸标签的支架”)
图pdegplot(模型,“FaceLabels”,“上”view(-134,-32)“带有正面标签的支架,后视图”)
指定材料的杨氏模量和泊松比。
structuralProperties(模型,“YoungsModulus”200 e9,...“PoissonsRatio”, 0.3);
该问题有两个边界条件:后面(面4)是固定的,前面有外加载荷。默认情况下,所有其他边界条件都是自由边界。
structuralBC(模型,“脸”4“约束”,“固定”);
在负极上施加分布载荷 -朝向正面(面8)。
structuralBoundaryLoad(模型,“脸”8“SurfaceTraction”, (0, 0, 1 e4));
生成并绘制一个网格。
generateMesh(模型);figure pdeplot3D(model) title(二次四面体网格);
使用解决
函数来计算解。
结果=求解(模型)
result = staticstrucalresults with properties:位移:[1x1 FEStruct]应变:[1x1 FEStruct]应力:[1x1 FEStruct] VonMisesStress: [5993x1 double]网格:[1x1 FEMesh]
求中支架的最大挠度 方向。
minUz = min(result.Displacement.uz);流(z方向的最大偏转是%g米minUz)
z方向最大挠度为-4.43075e-05米。
画出解向量的分量。最大的偏转是在 方向。因为零件和载荷是对称的,所以 位移和 位移是对称的,而 位移相对于中心线是反对称的。
在这里,绘图例程使用“喷气机”
颜色图,其中蓝色表示最低值,红色表示最高值。支架加载导致面8向下倾斜,所以最大
-displacement显示为蓝色。
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”)
von Mises应力在节点位置的图值。使用相同的飞机
colormap。
图pdeplot3D(模型,“ColorMapData”result.VonMisesStress)标题(“冯·米塞斯压力”) colormap (“喷气机”)