structuralBC
为结构模型指定边界条件
语法
描述
标准边界约束与位移
structuralBC (指定标准结构边界约束之一。在这里,structuralmodel，RegionType，RegionID“约束”,Cval）Cval可以“固定”，“免费”，“滚”,或“对称”．默认值为“免费”．
避免使用“对称”对于瞬态和模态分析，由于对称约束可以防止一些结构模态的参与。
structuralBC (强制类型边界上的位移structuralmodel，RegionType，RegionID“位移”,Dval）RegionType与RegionIDID数字。
structuralBC (指定强制位移的x、y和z分量。structuralmodel，RegionType，RegionID“XDisplacement”,XDval“YDisplacement”,YDval“ZDisplacement”,ZDval）
structuralBC不需要指定所有三个组件。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组件。
structuralBC (指定轴对称模型的强制位移的r和z分量。径向分量(r分量)在旋转轴上必须为零。structuralmodel，RegionType，RegionID“RDisplacement”,RDval“ZDisplacement”,ZDval）
structuralBC不需要指定两个组件。
谐波，矩形，三角形和梯形位移脉冲
多点约束
structuralBC (属性指定的几何区域组合上使用所有自由度设置多点约束structuralmodel，RegionType，RegionID“约束”,“多点”）RegionType而且RegionID．约束的参考位置是所有指定几何区域组合上所有节点的几何中心。
方法中使用模型序约简技术获得的结果，则需要此语法Simscape™多体™降阶柔性固体块。Simscape模型期望所有节点上的连接都有六个自由度，而偏微分方程工具箱™在每个节点上使用两个或三个自由度。设置多点约束可以确保指定几何区域的所有节点和所有自由度都具有以所有指定几何区域的几何中心为参考点的刚性约束。参考位置有六个自由度。
为了获得更好的性能，请使用最少数量的节点指定几何区域。例如，使用一组边而不是面，使用一组顶点而不是边。
structuralBC (___“引用”,指定多点约束的参考点，而不是使用所有指定区域的几何中心作为参考点。坐标）
将此语法与前一语法中的输入参数一起使用。
稀疏线性模型用于控制系统工具箱
structuralBC (___“标签”,控件使用的结构边界条件添加标签labeltext）linearizeInput函数。函数允许您将边界条件传递给线性化功能，提取稀疏线性模型与控制系统工具箱™使用。
函数句柄的向量化计算
结构边界条件对象
公元前= structuralBC (___）
例子
应用固定边界和指定表面牵引
在双金属电缆两端进行固定边界和牵引。
创建一个结构模型。
structuralModel = createpde(“结构”，“static-solid”）;
创建嵌套圆柱以模拟双金属电缆。
Gm =多缸([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 with properties: RegionType: 'Face' RegionID: [1 4] Vectorized: 'off'边界约束和强制位移位移:[]XDisplacement: [] YDisplacement: [] ZDisplacement:[]约束:"fixed"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。
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:[]
指定位移
创建一个结构模型。
structuralModel = createpde(“结构”，“static-solid”）;
创建一个块几何图形。
Gm = multicuboid(0.2,0.1,0.05);
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“FaceLabels”，“上”，“FaceAlpha”, 0.5)
指定杨氏模量，泊松比和质量密度。
structuralProperties (structuralModel“YoungsModulus”74 e9,.．.“PoissonsRatio”, 0.42,.．.“MassDensity”19.29 e3);
指定梁上的重力荷载。
structuralBodyLoad (structuralModel.．.“GravitationalAcceleration”[0, 0, -9.8]);
指定面5为固定边界。
structuralBC (structuralModel“脸”5,“约束”，“固定”）;
指定z-模型面3的位移。通过离开x- - -y-位移未指定，你启用面3移动到x- - -y的方向。
structuralBC (structuralModel“脸”3,“ZDisplacement”, 0.0001);
生成网格并求解模型。
generateMesh (structuralModel);R = solve(structuralModel);
绘制变形的形状x-正应力的组成部分。
pdeplot3D (structuralModel“ColorMapData”R.Stress.sxx,.．.“变形”R.Displacement)
现在在同一面上指定所有三个位移。在这里,z-displacement是相同的，但是x- - -y-位移都是零。脸3不能移动x- - -y的方向。
structuralBC (structuralModel“脸”3,.．.“位移”[0, 0, 0.0001]);R = solve(structuralModel);pdeplot3D (structuralModel“ColorMapData”R.Stress.sxx,.．.“变形”R.Displacement)
因此,指定“位移”,(0,0,0.0001)等价于指定“XDisplacement”0“YDisplacement”,0,ZDisplacement, 0.0001．
structuralBC (structuralModel“脸”3,“XDisplacement”0,.．.“YDisplacement”0,.．.“ZDisplacement”, 0.0001);R = solve(structuralModel);pdeplot3D (structuralModel“ColorMapData”R.Stress.sxx,.．.“变形”R.Displacement)
轮毂压合旋转圆盘静力学分析
分析由于压合而在轮毂处产生径向压缩的旋转圆盘。圆盘的内半径为0.05，外半径为0.2。圆盘厚度为0.05，过盈配合为50E-6。为了进行分析，将三维轴对称模型简化为二维模型。
为求解轴对称问题建立一个静力结构分析模型。
Structuralmodel = createpde(“结构”，“static-axisymmetric”）;
二维模型是一个矩形条带x-dimension从轮毂延伸到外表面，而whosey-dimension扩展到磁盘的高度。通过指定条带的四个角的坐标来创建几何图形。对于轴对称模型，工具箱假设旋转轴是通过的垂直轴r= 0，等于x= 0。
G = decsg([3 4 0.05 0.2 0.2 0.05 -0.025 -0.025 0.025 0.025]');
在模型中包含几何图形。
geometryFromEdges (structuralmodel g);
用边和顶点标签绘制几何图形。
图pdegplot (structuralmodel,“EdgeLabels”，“上”，“VertexLabels”，“上”xlim([0 .0 3])
指定杨氏模量，泊松比和质量密度。
structuralProperties (structuralmodel“YoungsModulus”210 e9,.．.“PoissonsRatio”, 0.28,.．.“MassDensity”, 7700);
由于圆盘旋转而施加离心负荷。假设磁盘以104.7 rad/s的速度旋转。
structuralBodyLoad (structuralmodel“AngularVelocity”, 1047);
将圆盘轮毂处的径向位移应用于模型压合。
structuralBC (structuralmodel“边缘”4“RDisplacement”, 50 e-6);
固定轮毂上一点的轴向位移，以防止刚体运动。
structuralBC (structuralmodel“顶点”, 1“ZDisplacement”, 0);
生成一个网格。
generateMesh (structuralmodel);
求解模型。
结构结果= solve(结构模型);
画出圆盘的径向位移。
图pdeplot (structuralmodel,.．.“XYData”structuralresults.Displacement.ur,.．.“ColorMap”，“喷气机”)轴平等的Xlim ([0 0.3]) ylim([-0.05 0.05])
画周向(环向)应力。
图pdeplot (structuralmodel,.．.“XYData”structuralresults.Stress.sh,.．.“ColorMap”，“喷气机”)轴平等的Xlim ([0 0.3]) ylim([-0.05 0.05])
使用函数句柄指定非常量位移
使用函数句柄指定光束中谐波变化的激励。
为一个三维问题创建一个瞬态动态模型。
Structuralmodel = createpde(“结构”，“transient-solid”）;
创建一个几何图形并将其包含在模型中。画出几何图形。
Gm = multicuboid(0.06,0.005,0.01);structuralmodel。几何= gm;pdegplot (structuralmodel“FaceLabels”，“上”，“FaceAlpha”, 0.5)视图(50、20)
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);
固定梁的一端。
structuralBC (structuralmodel“脸”5,“约束”，“固定”）;
施加正弦位移沿y-方向与横梁固定端相对。
yDisplacementFunc =.．.@(位置、状态)的(大小(location.y)) * 1 *的军医罪(50 * state.time);structuralBC (structuralmodel“脸”3,.．.“YDisplacement”, yDisplacementFunc);
通过指定频率应用正弦位移
通过指定谐波激励的频率来指定谐波激励。
为一个三维问题创建一个瞬态动态模型。
Structuralmodel = createpde(“结构”，“transient-solid”）;
创建一个几何图形并将其包含在模型中。画出几何图形。
Gm = multicuboid(0.06,0.005,0.01);structuralmodel。几何= gm;pdegplot (structuralmodel“FaceLabels”，“上”，“FaceAlpha”, 0.5)视图(50、20)
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);
固定梁的一端。
structuralBC (structuralmodel“脸”5,“约束”，“固定”）;
施加正弦位移沿y-方向与横梁固定端相对。
structuralBC (structuralmodel“脸”3,.．.“YDisplacement”1的军医,.．.“频率”, 50);
指定矩形角处的位移
固定矩形板的一角，抑制模型的所有刚体运动。
创建用于平面静力分析的结构模型。
模型= createpde(“结构”，“static-planestress”）;
创建几何图形并将其包含在结构模型中。
长度= 1;宽度= 0.5;半径= 0.1;R1 = [3 4 -length length length -length ..．.-width -width width width]';C1 =[1 0 0半径0 0 0 0 0 0 0]';gdm = [R1 C1];Ns = char(R1的，“C1”）;G = decsg(gdm，“R1 - C1”, ns);geometryFromEdges(模型中,g);
绘制几何图形，显示边缘标签。
图pdegplot(模型,“EdgeLabels”，“上”）;轴长度([-1.2 * 1.2 *长度.．.1.2 * -1.2 *宽度宽度)
绘制几何图形，显示顶点标签。
图pdegplot(模型,“VertexLabels”，“上”）;轴长度([-1.2 * 1.2 *长度.．.1.2 * -1.2 *宽度宽度)
指定材料的杨氏模量和泊松比。
structuralProperties(模型,“YoungsModulus”210 e9,“PoissonsRatio”, 0.3);
设置x-板左边缘的位移分量为零，以抵抗施加的载荷。
structuralBC(模型,“边缘”3,“XDisplacement”, 0);
应用非零的表面牵引x-组件在板的右边缘。
structuralBoundaryLoad(模型,“边缘”, 1“SurfaceTraction”, 100000年[0]);
设置y-左下角(顶点3)位移分量为零，以约束刚体运动。
structuralBC(模型,“顶点”3,“YDisplacement”, 0);
生成网格，使用Hmax控制网孔大小。精细的网格可以让你准确地捕捉到溶液中的渐变。
generateMesh(模型,“Hmax”、半径/ 6);
解决问题。
R = solve(模型);
画出x正态应力分布的-分量。
pdeplot(模型,“XYData”, R.Stress.sxx);轴平等的colormap飞机标题x方向的法向应力；
设置多点约束并获得与Simscape Multibody™兼容的ROM结果
在梁的两端设置多点约束。
为一个三维问题创建一个瞬态结构模型。
Structuralmodel = createpde(“结构”，“transient-solid”）;
创建一个几何图形并将其包含在模型中。画出几何图形。
Gm = multicuboid(0.1,0.01,0.01);structuralmodel。几何= gm;pdegplot (structuralmodel“EdgeLabels”，“上”，“FaceAlpha”, 0.5)
指定材料的杨氏模量、泊松比和质量密度。
structuralProperties (structuralmodel“YoungsModulus”70 e9,.．.“PoissonsRatio”, 0.3,.．.“MassDensity”, 2700);
生成一个网格。
generateMesh (structuralmodel);
在梁的右侧设置多点约束。为了获得更好的性能，将约束设置在约束梁右侧的边集上，而不是将其设置在整个面上。
structuralBC (structuralmodel“边缘”,(4、6、9、10).．.“约束”，“多点”）
ans = StructuralBC with properties: RegionType: 'Edge' RegionID: [4 6 9 10] Vectorized: 'off'边界约束和强制位移位移:[]XDisplacement: [] YDisplacement: [] ZDisplacement:[]约束:“多点”半径:[]参考:[]标签:[]边界载荷力:[]SurfaceTraction:[]压力:[]translational刚度:[]标签:[]力、压力或强制位移的时间变化开始时间:[]结束时间:[]RiseTime: [] FallTime:[]力、压力或强制位移的正弦变化频率:[]相位:[]
使用相同的方法，在梁的左侧设置多点约束。
structuralBC (structuralmodel“边缘”,(2、8、11、12),.．.“约束”，“多点”）
ans = StructuralBC with properties: RegionType: 'Edge' RegionID: [2 8 11 12] Vectorized: 'off'边界约束和强制位移位移:[]XDisplacement: [] YDisplacement: [] ZDisplacement:[]约束:“多点”半径:[]参考:[]标签:[]边界载荷力:[]SurfaceTraction:[]压力:[]translational刚度:[]标签:[]力、压力或强制位移的时间变化开始时间:[]结束时间:[]RiseTime: [] FallTime:[]力、压力或强制位移的正弦变化频率:[]相位:[]
将模型降为频率范围内的所有模态(负无穷,500000)界面自由度。
R = reduce(结构模型，“FrequencyRange”,负无穷,500000);
输入参数
structuralmodel- - - - - -结构模型
StructuralModel对象
结构模型，指定为StructuralModel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
“顶点”|“边缘”|“脸”(只适用于3d模型)
几何区域类型，指定为“顶点”，“边缘”或者，对于3d模型，“脸”．
属性，则不能使用以下几何区域类型“滚”或“对称”值为边界约束Cval：
“边缘”三维模型“顶点”2-D或3-D模型
例子:structuralBC (structuralmodel‘脸’,(2、5),“XDisplacement”,0.1)
数据类型:字符|字符串
RegionID- - - - - -几何区域ID
正整数向量
几何区域ID，指定为正整数向量。使用查找区域idpdegplot．
例子:structuralBC (structuralmodel‘脸’,(2、5),“XDisplacement”,0.01)
数据类型:双
Dval- - - - - -强制位移
数值向量|函数处理
强制位移，指定为数值矢量或函数句柄。对于2-D模型(包括轴对称模型)，数值向量必须包含两个元素，对于3-D模型则必须包含三个元素。对于二维模型，函数必须返回一个两行矩阵;对于三维模型，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上的强制位移向量。在瞬态或频响分析中，Dval也可以分别是时间或频率的函数。详细信息请参见更多关于．
在指定时请注意Dval对于轴对称模型，旋转轴上的径向位移必须始终为零。
例子:structuralBC (structuralmodel‘脸’,(2、5),“位移”,[0,0,0.01])
数据类型:双|function_handle
XDval- - - - - -强迫位移的x分量
数量|函数处理
强制位移的x分量，用数字或函数句柄表示。函数必须返回一个行向量。该向量的每个元素对应于求解器提供的边界坐标上强制位移的x分量值。在瞬态或频响分析中，XDval也可以分别是时间或频率的函数。详细信息请参见更多关于．
例子:structuralBC (structuralmodel‘脸’,(2、5),“XDisplacement”,0.01)
数据类型:双|function_handle
YDval- - - - - -强迫位移的y分量
数量|函数处理
强制位移的y分量，用数字或函数句柄表示。函数必须返回一个行向量。该向量的每个元素都对应于求解器提供的边界坐标上强制位移的y分量值。在瞬态或频响分析中，YDval也可以分别是时间或频率的函数。详细信息请参见更多关于．
例子:structuralBC (structuralmodel‘脸’,(2、5),“YDisplacement”,0.01)
数据类型:双|function_handle
ZDval- - - - - -强迫位移的z分量
数量|函数处理
强制位移的z分量，用数字或函数句柄表示。函数必须返回一个行向量。该向量的每个元素对应于求解器提供的边界坐标上强制位移的z分量值。对于瞬态或频响分析，ZDval也可以分别是时间或频率的函数。详细信息请参见更多关于．
你可以指定ZDval三维或轴对称模型。
例子:structuralBC (structuralmodel‘脸’,(2、5),“ZDisplacement”,0.01)
数据类型:双|function_handle
RDval- - - - - -强迫位移的r分量
数量|函数处理
强制位移的r分量，用数字或函数句柄表示。函数必须返回一个行向量。该向量的每个元素对应于求解器提供的边界坐标上强制位移的r分量值。对于瞬态或频响分析，RDval也可以分别是时间或频率的函数。详细信息请参见更多关于．
你可以指定RDval只适用于轴对称模型。RDval在旋转轴上必须为零。
例子:structuralBC (structuralmodel‘脸’,(2、5),“RDisplacement”,0.01)
数据类型:双|function_handle
Cval- - - - - -标准结构边界约束
“免费”(默认)|“固定”|“滚”|“对称”|“多点”
标准结构边界约束，指定为“免费”，“固定”，“滚”，“对称”,或“多点”．
您不能使用“滚”而且“对称”具有以下几何区域类型的值:
“边缘”三维模型“顶点”2-D或3-D模型
例子:structuralBC (structuralmodel‘脸’,(2、5),“约束”,“固定”)
数据类型:字符|字符串
坐标- - - - - -多点约束的参考点定位
2乘1的数字向量|3乘1的数字向量
多点约束的参考点位置，指定为2 × 1(用于2-D几何图形)或3 × 1(用于3-D几何图形)数值向量。
例子:structuralBC (structuralmodel“顶点”,(1,3,5:10),“约束”,“多点”,“参考”,[0,0,1])
数据类型:双
R- - - - - -多点约束时，围绕参考点位置的圆(用于二维几何)或球面(用于三维几何)的半径
正数
围绕多点约束的参考点位置的圆(对于2-D几何图形)或球(对于3-D几何图形)的半径，指定为正数。
例子:structuralBC (structuralmodel“顶点”,(1,3,5:10),“约束”,“多点”,“参考”,[0,0,1],“半径”,0.2)
数据类型:双
labeltext- - - - - -结构边界条件标签
特征向量|字符串
结构边界条件的标签，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
structuralBC (structuralmodel‘脸’,(2、5),“XDisplacement”,0.01,上升时间,0.5,“FallTime”,0.5,“EndTime”,3)
使用一个或多个名称-值对参数指定位移组件时变值的形式和持续时间。使用以下参数之一指定位移值:XDval，YDval，ZDval,或RDval．不能使用这些名称-值对参数指定多个时变组件或指定Dval价值。
您可以为矩形、三角形和梯形位移脉冲建模。如果开始时间为0，则不需要指定。
对于矩形脉冲，指定开始和结束时间。
对于三角形脉冲，指定开始时间和以下时间中的任意两个: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，但它们必须一致。
对于梯形脉冲，指定所有四次。
你可以通过指定谐波位移的频率和初始相位来模拟谐波位移。如果初始相位为0，则不需要指定初始相位。
输出参数
更多关于
提示
通过指定尽可能多的边界条件来约束所有刚体运动。如果你不限制所有刚体运动，整个几何可以自由旋转或移动。由此得到的线性方程组是奇异的。系统可能需要很长时间才能收敛，也可能根本不收敛。如果系统收敛，除变形外，解还包括较大的刚体运动。
另请参阅
StructuralModel|structuralProperties|structuralDamping|structuralBodyLoad|structuralBoundaryLoad|structuralSEInterface|减少|解决|reconstructSolution
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