structuralBoundaryLoad
指定结构模型的边界荷载
语法
描述
structuralBoundaryLoad (指定类型边界上的表面牵引力、压力和平动刚度structuralmodel,RegionType,RegionID“SurfaceTraction”,STval“压力”,Pval“TranslationalStiffness”,TSval）RegionType与RegionIDID数字。
表面牵引力被确定为作用在边界上的分布法线和切向力，沿全局笛卡尔坐标系求解。
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)。负压值远离边界(例如，吸力)。
平动刚度是每个平动方向上的分布弹簧刚度。利用平移刚度对弹性地基进行建模。
structuralBoundaryLoad不需要指定所有三个边界负载。根据您的结构分析问题，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负载。您可以为任何结构模型指定平移刚度。要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。
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。只有当structuralmodel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集中力。
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”,控件使用的结构边界荷载添加标签labeltext）linearizeInput函数。此函数允许将边界负载传递给线性化功能，提取稀疏线性模型与控制系统工具箱™使用。
boundaryLoad= structuralBoundaryLoad (＿＿＿）
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(“结构性”,“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“面子”(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.．.“面子”(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:[]
指定平动刚度
创建一个结构模型。
structuralModel = createpde(“结构性”,“static-solid”）;
创建一个块几何图形。
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);
砌块的底面放在弹性地基(弹簧)上。为了对这个基础建模，需要指定平移刚度。
structuralBoundaryLoad (structuralModel.．.“面子”,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:[]
在点上施加集中力
指定几何图形顶点上的力值。
为实体(3-D)问题的静态分析创建结构模型。
模型= createpde(“结构性”,“static-solid”）;
创建几何体，它由两个长方体叠加在一起组成。
Gm = multicuboid(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，以便您可以在左侧看到面部标签。
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])
指定杨氏模量、泊松比和材料的质量密度。
structuralProperties(模型,“YoungsModulus”201 e9,“PoissonsRatio”, 0.3);
指定面5和面10为固定边界。
structuralBC(模型,“面子”, 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:[]
指定频率响应模型的压力
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响模型。
Fmodel = createpde(“结构性”,“frequency-solid”）;
导入并绘制几何图形。
importGeometry(车型,“TuningFork.stl”）;图pdegplot(车型,“FaceLabels”,“上”）
指定齿(面11)上的压力加载为短矩形压力脉冲。在频域中，该压力脉冲是均匀分布在所有频率上的单位负载。
structuralBoundaryLoad(车型,“面子”11“压力”1);
现在指定一个频率相关的压力负载，例如， ．
pLoad = @(location,state) exp(-(state.frequency- 1e3).^2/1E5);structuralBoundaryLoad(车型,“面子”12“压力”, pLoad);
使用函数句柄指定瞬态模型的非恒定压力
使用函数句柄指定3-D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(“结构性”,“transient-solid”）;
创建一个由一个薄的3-D板和一个小板在中心组成的几何图形。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)
放大看中间小盘上的人脸标签。
图pdegplot (structuralmodel,“FaceLabels”,“上”,“FaceAlpha”，0.25)轴([-0.2 0.2 -0.2 0.2 -0.1 0.1])
指定杨氏模量、泊松比和材料的质量密度。
structuralProperties (structuralmodel“YoungsModulus”210 e9,.．.“PoissonsRatio”, 0.3,.．.“MassDensity”, 7800);
指定薄3-D板外围的所有面都是固定边界。
structuralBC (structuralmodel“约束”,“固定”,“面子”, 8);
在板中心的小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“面子”12“压力”plungerLoad)
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:[]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:[]
通过指定频率应用正弦压力
通过指定频率来指定一个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(“结构性”,“transient-solid”）;
创建一个由一个薄的3-D板和一个小板在中心组成的几何图形。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)
放大看中间小盘上的人脸标签。
图pdegplot (structuralmodel,“FaceLabels”,“上”,“FaceAlpha”，0.25)轴([-0.2 0.2 -0.2 0.2 -0.1 0.1])
指定杨氏模量、泊松比和材料的质量密度。
structuralProperties (structuralmodel“YoungsModulus”210 e9,.．.“PoissonsRatio”, 0.3,.．.“MassDensity”, 7800);
指定薄3-D板外围的所有面都是固定边界。
structuralBC (structuralmodel“约束”,“固定”,“面子”, 8);
在板中心的小面上施加一个谐波变化的压力负荷。
structuralBoundaryLoad (structuralmodel“面子”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:[]压力:50000000 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: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(“结构性”,“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“面子”4“约束”,“固定”）;
在脸7上按与脸垂直的方向施加矩形压力脉冲。
structuralBoundaryLoad (structuralModel“面子”7“压力”10 ^ 5,.．.“开始时间”, 0.1,“EndTime”, 0.5)
ans = StructuralBC with properties: RegionType: 'Face' RegionID: 7 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:100000 translational刚度:[]标签:[]力、压力或强制位移的时间变化StartTime: 0.1000 EndTime: 0.5000 RiseTime: [] FallTime:[]力、压力或强制位移的正弦变化频率:[]相位:[]
在点上应用矩形力脉冲
在几何图形的顶点指定一个短集中力脉冲。
为实体(3-D)问题的静态分析创建结构模型。
Structuralmodel = createpde(“结构性”,“transient-solid”）;
创建几何体，它由两个长方体叠加在一起组成。
Gm = multicuboid(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，以便您可以在左侧看到面部标签。
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])
指定杨氏模量、泊松比和材料的质量密度。
structuralProperties (structuralmodel“YoungsModulus”201 e9,.．.“PoissonsRatio”, 0.3,.．.“MassDensity”, 7800);
指定面5和面10为固定边界。
structuralBC (structuralmodel“面子”, 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 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:[]表面牵引:[]压力:[]translational刚度:[]标签:[]时间变化的力，压力或强制位移开始时间:1结束时间:1.0500 RiseTime: [] FallTime:[]力、压力或强制位移的正弦变化频率:[]相位:[]
指定初始位移和速度为零。
structuralIC (structuralmodel“位移”(0, 0, 0),“速度”(0, 0, 0))
RegionID: [1 2] InitialDisplacement: [3×1 double] InitialVelocity: [3×1 double]
生成一个精细网格。
generateMesh (structuralmodel“Hmax”, 0.02);
由于荷载在初始时间跨度内为零，并且只施加了很短的时间，因此需要求解两个时间跨度的模型。利用第一时间跨度求出力脉冲之前的解。
strucalresults1 = solve(strucalmodel,0:1E-2:1);
使用第二个时间跨度来寻找力脉冲期间和之后的解。
structuralIC (structuralmodel structuralresults1)
ans = nodestructuralics with properties: InitialDisplacement: [511×3 double] InitialVelocity: [511×3 double]
结构结果2 = solve(结构模型，.．.[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，在那里您应用了集中力脉冲。
loadedNd = findNodes(structuralmodel。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
“边缘”二维模型|“面子”三维模型
几何区域类型，指定为“边缘”二维模型或“面子”一个三维模型。
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel、“面子”(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的向量。使用查找区域idpdegplot．
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel、“面子”(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的向量。查找使用的顶点idpdegplot．
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel“顶点”6“力”,[0,10 ^ 4;0])
数据类型:双
STval- - - - - -在边界上分布法向力和切向力
数值向量|函数处理
分布在边界上的法向力和切向力，沿全局笛卡尔坐标系解析，指定为数值矢量或函数句柄。数值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。矩阵的每一列都必须对应于求解器提供的边界坐标上的表面牵引向量。在瞬态或频响分析中，STval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:structuralBoundaryLoad (structuralmodel、“面子”(2、5),“SurfaceTraction”,[0,0,100])
数据类型:双|function_handle
Pval- - - - - -垂直于边界的压力
数量|函数处理
与边界垂直的压力，用数字或函数句柄表示。正压力作用于边界内(例如压缩)，而负压力作用于边界外(例如吸力)。
如果你指定Pval作为一个函数句柄，函数必须返回一个行向量，其中每一列都对应于求解器提供的边界坐标上的压力值。对于瞬态结构模型，Pval也可以是时间的函数。对于频响结构模型，Pval可以是频率的函数(当指定为函数句柄时)，也可以是宽频谱中具有相同幅度的恒定压力。详细信息请参见更多关于．
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel、“面子”(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
用于建模弹性基础的每个平动方向的分布式弹簧刚度，指定为数值矢量或函数句柄。数值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。自定义函数必须为2-D模型返回一个两行矩阵，为3-D模型返回一个三行矩阵。该矩阵的每一列都对应于求解器提供的边界坐标处的刚度向量。在瞬态或频响分析中，TSval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: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
顶点上的集中力，指定为数值矢量或函数句柄。使用函数句柄指定取决于时间或频率的集中力。详细信息请参见更多关于．
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
结构边界荷载的标号，指定为字符矢量或字符串。
数据类型:字符|字符串
名称-值参数
例子:structuralBoundaryLoad (structuralmodel、“面子”(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．属性指定压力或力值Pval或Fval分别论证。
您可以建模矩形、三角形和梯形压力或集中力脉冲。如果开始时间为0，则可以省略指定它。
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。
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。如果初始阶段为0，则可以省略指定它。
输出参数
更多关于
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