exponenta event banner

StructuralModel

Объект несущей модели

Описание

A StructuralModel объект содержит информацию о проблеме структурного анализа: геометрии, свойствах материала, параметрах демпфирования, нагрузках тела, граничных нагрузках, граничных ограничениях, интерфейсах виража, начальном смещении и скорости и сетке.

Создание

Создание StructuralModel объект, использование createpde и указать 'structural' в качестве первого аргумента.

Свойства

развернуть все

Тип структурного анализа, возвращаемый в качестве одного из этих значений.

Статический анализ:

  • 'static-solid' для статического структурного анализа задачи твердого тела (3-D)

  • 'static-planestress' для статического структурного анализа задачи «плоскость-напряжение»

  • 'static-planestrain' для статического структурного анализа задачи «плоскость-деформация»

  • 'static-axisymmetric' для статического структурного анализа осесимметричной (2-D) задачи

Анализ переходных процессов:

  • 'transient-solid' для переходного структурного анализа твердотельной (3-D) задачи

  • 'transient-planestress' для переходного структурного анализа задачи плоское напряжение

  • 'transient-planestrain' для переходного структурного анализа задачи «плоскость-деформация»

  • 'transient-axisymmetric' для переходного структурного анализа осесимметричной (2-D) задачи

Модальный анализ:

  • 'modal-solid' для модального анализа твердотельной (3-D) задачи

  • 'modal-planestress' для модального анализа задачи плоское напряжение

  • 'modal-planestrain' для модального анализа задачи плоскость-деформация

  • 'modal-axisymmetric' для модального анализа осесимметричной (2-D) задачи

Анализ частотной характеристики:

  • 'frequency-solid' для анализа частотной характеристики твердотельной (3-D) задачи

  • 'frequency-planestress' для анализа частотной характеристики плоско-напряженной задачи

  • 'frequency-planestrain' для анализа частотной характеристики задачи «плоскость-деформация»

  • 'frequency-axisymmetric' для анализа частотной характеристики осесимметричной (2-D) задачи

Пример: model = createpde('structural','static-solid')

Типы данных: char

Описание геометрии, возвращенное как AnalyticGeometry для геометрии 2-D или DiscreteGeometry для геометрии 2-D или 3-D.

Свойства материала в домене, возвращенные как StructuralMaterialAssignment объект, содержащий назначения свойств материала. Для получения дополнительной информации посмотрите StructuralMaterialAssignment Properties.

Чтобы создать назначения свойств материала для модели структурного анализа, используйте structuralProperties функция.

Нагрузки, действующие в домене или поддомене, возвращаемые как BodyLoadAssignment объект, содержащий назначения нагрузок на тело. Дополнительные сведения см. в разделе Свойства BodyLoadAssignment.

Чтобы создать назначения нагрузок тела для модели структурного анализа, используйте structuralBodyLoad функция.

Структурные нагрузки и граничные условия, применяемые к геометрии, возвращаемые как StructuralBC объект, содержащий назначения граничных условий. Дополнительные сведения см. в разделе Свойства StructuralBC.

Чтобы задать граничные условия для модели, используйте structuralBC функция. Для задания граничных нагрузок используйте команду structuralBoundaryLoad.

Демпфирующая модель для динамического анализа переходных процессов, возвращенная как StructuralDampingAssignment объект, содержащий демпфирующие назначения. Дополнительные сведения см. в разделе Свойства назначения StructuralD.

Чтобы задать параметры демпфирования для модели конструкции, используйте structuralDamping функция.

Эталонная температура для тепловой нагрузки, заданная как число. Эталонная температура соответствует состоянию нулевого теплового напряжения модели. Значение по умолчанию 0 означает, что тепловая нагрузка задается в терминах изменения температуры и ее производных.

Чтобы задать ссылочную температуру для тепловой нагрузки в модели статической несущей конструкции, назначьте значение свойства непосредственно, например: structuralmodel.ReferenceTemperature = 10. Для определения самой тепловой нагрузки используйте structuralBodyLoad функция.

Типы данных: double

Начальное смещение и скорость, возвращаемые как GeometricStructuralICs или NodalStructuralICs объект. Для получения дополнительной информации посмотрите GeometricStructuralICs Properties и NodalStructuralICs Properties.

Чтобы задать начальные условия для модели конструкции переходного периода, используйте structuralIC функция.

Интерфейсы суперэлементов для синтеза режима компонентов, возвращаемые как StructuralSEIAssignment объект, содержащий назначения интерфейса виража. Дополнительные сведения см. в разделе Свойства назначения StructuralSEIAsignment.

Чтобы задать интерфейсы виража для модели структуры частотного отклика, используйте structuralSEInterface функция.

Сетка для решения, возвращенная как FEMesh объект. Сведения о свойствах см. в разделе Свойства FEMesh.

Для создания сетки используйте generateMesh функция.

Параметры алгоритма для решателей PDE, возвращаемые как объект PDESolverOptions Properties. Свойства PDESolverOptions включают абсолютные и относительные допуски для внутренних решателей ОДУ, максимальные итерации решателя и т. д.

Функции объекта

geometryFromEdgesСоздание 2-D геометрии из матрицы разложенной геометрии
geometryFromMeshСоздание 2-D или 3-D геометрии из сетки
importGeometryИмпорт 2-D или 3-D геометрии из данных STL
structuralBC Задание граничных условий для несущей модели
structuralSEInterfaceОпределение интерфейса структурного виража для синтеза режима компонентов
structuralBodyLoadЗадание нагрузки на тело для несущей модели
structuralBoundaryLoadЗадание граничных нагрузок для несущей модели
structuralICУстановка начальных условий для переходной структурной модели
structuralPropertiesНазначение несущих свойств материала для конструкционной модели
solveРешение проблем теплопередачи, структурного анализа или электромагнитного анализа
reduceСокращение модели несущих конструкций

Примеры

свернуть все

Создание статической несущей модели для решения задачи твердого тела (3-D).

structuralModel = createpde('structural','static-solid')
structuralModel = 
  StructuralModel with properties:

              AnalysisType: 'static-solid'
                  Geometry: []
        MaterialProperties: []
                 BodyLoads: []
        BoundaryConditions: []
      ReferenceTemperature: []
    SuperelementInterfaces: []
                      Mesh: []
             SolverOptions: [1x1 pde.PDESolverOptions]

Создание и печать геометрии.

gm = multicuboid(0.5,0.1,0.1);
structuralModel.Geometry = gm;
pdegplot(structuralModel,'FaceAlpha',0.5)

Figure contains an axes. The axes contains 3 objects of type quiver, patch, line.

Задайте модуль Юнга, коэффициент Пуассона и плотность массы.

structuralProperties(structuralModel,'Cell',1,'YoungsModulus',210E3, ...
                                              'PoissonsRatio',0.3, ...
                                              'MassDensity',2.7E-6)
ans = 
  StructuralMaterialAssignment with properties:

       RegionType: 'Cell'
         RegionID: 1
    YoungsModulus: 210000
    PoissonsRatio: 0.3000
      MassDensity: 2.7000e-06
              CTE: []

Укажите гравитационную нагрузку на стержень.

structuralBodyLoad(structuralModel,'GravitationalAcceleration',[0;0;-9.8])
ans = 
  BodyLoadAssignment with properties:

                   RegionType: 'Cell'
                     RegionID: 1
    GravitationalAcceleration: [3x1 double]
              AngularVelocity: []
                  Temperature: []
                     TimeStep: []

Укажите, что грань 6 является фиксированной границей.

structuralBC(structuralModel,'Face',6,'Constraint','fixed')
ans = 
  StructuralBC with properties:

                RegionType: 'Face'
                  RegionID: 6
                Vectorized: 'off'

   Boundary Constraints and Enforced Displacements
              Displacement: []
             XDisplacement: []
             YDisplacement: []
             ZDisplacement: []
                Constraint: "fixed"
                    Radius: []
                 Reference: []

   Boundary Loads
                     Force: []
           SurfaceTraction: []
                  Pressure: []
    TranslationalStiffness: []

Задайте тягу поверхности для грани 5.

structuralBoundaryLoad(structuralModel,'Face',5,'SurfaceTraction',[0;0;100])
ans = 
  StructuralBC with properties:

                RegionType: 'Face'
                  RegionID: 5
                Vectorized: 'off'

   Boundary Constraints and Enforced Displacements
              Displacement: []
             XDisplacement: []
             YDisplacement: []
             ZDisplacement: []
                Constraint: []
                    Radius: []
                 Reference: []

   Boundary Loads
                     Force: []
           SurfaceTraction: [3x1 double]
                  Pressure: []
    TranslationalStiffness: []

Создайте сетку.

generateMesh(structuralModel)
ans = 
  FEMesh with properties:

             Nodes: [3x7800 double]
          Elements: [10x4857 double]
    MaxElementSize: 0.0208
    MinElementSize: 0.0104
     MeshGradation: 1.5000
    GeometricOrder: 'quadratic'

Просмотр свойств structuralModel.

structuralModel
structuralModel = 
  StructuralModel with properties:

              AnalysisType: 'static-solid'
                  Geometry: [1x1 DiscreteGeometry]
        MaterialProperties: [1x1 StructuralMaterialAssignmentRecords]
                 BodyLoads: [1x1 BodyLoadAssignmentRecords]
        BoundaryConditions: [1x1 StructuralBCRecords]
      ReferenceTemperature: []
    SuperelementInterfaces: []
                      Mesh: [1x1 FEMesh]
             SolverOptions: [1x1 pde.PDESolverOptions]

Представлен в R2017b