Документация

Создайте модель структурного анализа

Первый шаг в решении линейной задачи эластичности должен создать модель структурного анализа. Это - контейнер, который содержит геометрию, структурные свойства материала, тело и граничные загрузки, граничные ограничения и mesh.

model = createpde('structural','static-solid');

Импортируйте геометрию

Импортируйте файл STL простой модели скобки использование importGeometry функция. Эта функция восстанавливает поверхности, ребра и вершины модели. Это может объединить некоторые поверхности и ребра, таким образом, числа могут отличаться от тех из родительской Модели CAD.

importGeometry(model,'BracketWithHole.stl');

Постройте геометрию и включите метки поверхности. Вам будут нужны метки поверхности, чтобы задать граничные условия.

figure
pdegplot(model,'FaceLabels','on')
view(30,30);
title('Bracket with Face Labels')

figure
pdegplot(model,'FaceLabels','on')
view(-134,-32)
title('Bracket with Face Labels, Rear View')

Задайте структурные свойства материала

Задайте модуль Молодежи и отношение Пуассона для этого материала.

structuralProperties(model,'Cell',1,'YoungsModulus',200e9, ...
                                    'PoissonsRatio',0.3);

Задайте граничные условия

Проблема имеет два граничных условия: задняя сторона (стоят 4) неподвижна, и передняя сторона имеет прикладную загрузку. Все другие граничные условия, по умолчанию, являются свободными контурами.

structuralBC(model,'Face',4,'Constraint','fixed');

Примените распределенную нагрузку отрицательно $$z$$- направление к передней стороне (стоят 8).

distributedLoad = 1e4; % Applied load in Pascals
structuralBoundaryLoad (model,'Face',8,'SurfaceTraction',[0;0;-distributedLoad]);

Создайте Mesh

Создайте mesh, которая использует четырехгранные элементы с 10 узлами с квадратичными функциями интерполяции. Этот тип элемента значительно более точен, чем линейная интерполяция элементы (с четырьмя узлами), особенно в исследованиях эластичности, которые включают изгиб.

bracketThickness = 1e-2; % Thickness of horizontal plate with hole, meters
generateMesh(model,'Hmax',bracketThickness);
figure
pdeplot3D(model)
title('Mesh with Quadratic Tetrahedral Elements');

Вычислите решение

Используйте solve вычислить решение.

result = solve(model);

Исследуйте решение

Найдите максимальное отклонение скобки в $$z$$ направление.

minUz = min(result.Displacement.uz);
fprintf('Maximal deflection in the z-direction is %g meters.', minUz)

Maximal deflection in the z-direction is -4.48952e-05 meters.

Постройте компоненты смещения

Чтобы видеть решение, постройте компоненты вектора решения. Максимальные отклонения находятся в $$z$$- направление. Поскольку часть и загрузка симметричны, $$x$$- смещение и $$z$$- смещение симметрично, и $$y$$- смещение антисимметрично относительно центральной линии.

Здесь, стандартная программа графического вывода использует 'jet' палитра, которая имеет синий как цвет, представляющий самое низкое значение и красное представление самого высокого значения. Скобка, загружающая причины, стоит 8, чтобы опуститься вниз, таким образом, максимум $$z$$- смещение кажется синим.

figure
pdeplot3D(model,'ColorMapData',result.Displacement.ux)
title('x-displacement')
colormap('jet')

figure
pdeplot3D(model,'ColorMapData',result.Displacement.uy)
title('y-displacement')
colormap('jet')

figure
pdeplot3D(model,'ColorMapData',result.Displacement.uz)
title('z-displacement')
colormap('jet')

Постройте фон Мизеса Штресса

Постройте значения напряжения фон Мизеса в узловых местоположениях. Используйте тот же jet палитра.

figure
pdeplot3D(model,'ColorMapData',result.VonMisesStress)
title('von Mises stress')
colormap('jet')