Exponenta Banner
exponenta event banner

structuralIC

Установка начальных условий для переходной структурной модели

свернуть все на странице

Синтаксис

structuralmodel, «Смещение», u0, «Скорость», v0)
структурный IC (___ RegionType, RegionID)
структурный IC (структурная модель, результаты)
структурный IC (структурная модель, Sresults, iT)
struct_ic = структурный IC (___)

Описание

пример

structuralIC(structuralmodel,'Displacement',u0,'Velocity',v0) задает начальное смещение и скорость для всей геометрии.

пример

structuralIC(___RegionType,RegionID) задает начальное смещение и скорость для определенной области геометрии, используя аргументы из предыдущего синтаксиса.

пример

structuralIC(structuralmodel,Sresults) задает начальное смещение и скорость с помощью решения Sresults из предыдущего структурного анализа той же геометрии. Если Sresults получается путем решения переходной структурной задачи, затем structuralIC использует решение Sresults для последнего шага времени.

structuralIC(structuralmodel,Sresults,iT) использует решение Sresults для временного шага iT из предыдущего структурного анализа той же геометрии.

struct_ic = structuralIC(___) возвращает маркер к объекту структурных начальных условий.

Примеры

свернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Задайте начальные значения скорости для всей геометрии и для определенной грани.

Создайте переходную динамическую модель для 3-D проблемы.

structuralmodel = createpde('structural','transient-solid');

Создайте геометрию и включите ее в модель. Постройте график геометрии.

gm = multicuboid(0.06,0.005,0.01);
structuralmodel.Geometry = gm;
pdegplot(structuralmodel,'FaceLabels','on','FaceAlpha',0.5)
view(50,20)

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

Укажите нулевую начальную скорость для всей геометрии. Если задана только начальная скорость или начальное смещение, structuralIC предполагает, что пропущенный параметр равен нулю. Например, здесь начальное смещение также равно нулю.

structuralIC(structuralmodel,'Velocity',[0;0;0])
ans = 
  GeometricStructuralICs with properties:

             RegionType: 'Cell'
               RegionID: 1
    InitialDisplacement: []
        InitialVelocity: [3x1 double]

Обновите начальную скорость на грани 2 для моделирования импульсного возбуждения.

structuralIC(structuralmodel,'Face',2,'Velocity',[0;60;0])
ans = 
  GeometricStructuralICs with properties:

             RegionType: 'Face'
               RegionID: 2
    InitialDisplacement: []
        InitialVelocity: [3x1 double]
Открыть сценарий в реальном времени

Укажите начальное смещение по оси Z, зависящее от координат x и y.

Создайте переходную динамическую модель для 3-D проблемы.

structuralmodel = createpde('structural','transient-solid');

Создайте геометрию и включите ее в модель. Постройте график геометрии.

gm = multicuboid(0.06,0.005,0.01);
structuralmodel.Geometry = gm;
pdegplot(structuralmodel,'FaceLabels','on','FaceAlpha',0.5)
view(50,20)

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

Задайте нулевое начальное смещение для всей геометрии.

structuralIC(structuralmodel,'Displacement',[0;0;0])
ans = 
  GeometricStructuralICs with properties:

             RegionType: 'Cell'
               RegionID: 1
    InitialDisplacement: [3x1 double]
        InitialVelocity: []

Теперь измените начальное смещение в направлении z на грани 2 на функцию координат x и y:

u (0) = [00x2 + y2]

Запишите следующий файл функций. Сохраните его в расположении на пути MATLAB ®.

function uinit = initdisp(location)

M = length(location.x);

uinit = zeros(3,M);

uinit(3,:) = location.x.^2 + location.y.^2;

Перенесите начальное смещение в структурную модель.

structuralIC(structuralmodel,'Face',2,'Displacement',@initdisp)
ans = 
  GeometricStructuralICs with properties:

             RegionType: 'Face'
               RegionID: 2
    InitialDisplacement: @initdisp
        InitialVelocity: []
Открыть сценарий в реальном времени

Использование статического решения в качестве начального условия для динамической структурной модели.

Создание статической модели.

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

Создайте геометрию и включите ее в модель. Постройте график геометрии.

gm = multicuboid(0.06,0.005,0.01);
staticmodel.Geometry = gm;
pdegplot(staticmodel,'FaceLabels','on','FaceAlpha',0.5)
view(50,20)

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

Задайте модуль Юнга, коэффициент Пуассона и плотность массы.

structuralProperties(staticmodel,'YoungsModulus',210E9, ...
                                 'PoissonsRatio',0.3,...
                                 'MassDensity',7800);

Примените граничное условие и статическую нагрузку.

structuralBC(staticmodel,'Face',5,'Constraint','fixed');
structuralBoundaryLoad(staticmodel,'Face',3,'SurfaceTraction',[0;1E6;0]);

Создайте сетку и решите модель.

generateMesh(staticmodel,'Hmax',0.02);
Rstatic = solve(staticmodel);

Создайте динамическую модель и назначьте геометрию.

dynamicmodel = createpde('structural','transient-solid');
gm = multicuboid(0.06,0.005,0.01);
dynamicmodel.Geometry = gm;

Примените граничное условие.

structuralBC(dynamicmodel,'Face',5,'Constraint','fixed');

Создайте сетку.

generateMesh(dynamicmodel,'Hmax',0.02);

Укажите начальное условие с помощью статического решения.

structuralIC(dynamicmodel,Rstatic)
ans = 
  NodalStructuralICs with properties:

    InitialDisplacement: [113x3 double]
        InitialVelocity: [113x3 double]

Входные аргументы

свернуть все

Переходная структурная модель, заданная как StructuralModel объект. Модель содержит геометрию, сетку, структурные свойства материала, нагрузки на тело, граничные нагрузки, граничные условия и исходные условия.

Пример: structuralmodel = createpde('structural','transient-solid')

Начальное смещение, указанное как числовой вектор или дескриптор функции. Числовой вектор должен содержать два элемента для 2-D модели и три элемента для 3-D модели. Элементы представляют собой компоненты начального смещения.

Функция должна возвращать двухстрочную матрицу для 2-D модели и трехстрочную матрицу для 3-D модели. Каждый столбец матрицы соответствует начальному смещению в координатах, обеспечиваемых решателем. Дополнительные сведения см. в разделе Дополнительные сведения.

Пример: structuralIC(structuralmodel,'Face',[2,5],'Displacement',[0;0;0.01])

Типы данных: double | function_handle

Начальная скорость, заданная как числовой вектор или дескриптор функции. Числовой вектор должен содержать два элемента для 2-D модели и три элемента для 3-D модели. Элементы представляют компоненты начальной скорости.

Функция должна возвращать двухстрочную матрицу для 2-D модели и трехстрочную матрицу для 3-D модели. Каждый столбец матрицы соответствует начальной скорости в координатах, обеспечиваемых решателем. Дополнительные сведения см. в разделе Дополнительные сведения.

Пример: structuralIC(structuralmodel,'Face',[2,5],'Displacement',[0;0;0.01],'Velocity',[0;60;0])

Типы данных: double | function_handle

Тип геометрической области, указанный как 'Face', 'Edge', 'Vertex', или 'Cell'.

При применении нескольких начальных назначений условий решатель использует эти правила приоритета для определения начального условия.

  • Для нескольких назначений одной и той же геометрической области решатель использует последнюю примененную настройку.

  • Для отдельных назначений геометрической области и границ этой области решатель использует указанное назначение области и выбирает назначение на границе следующим образом. Решатель дает 'Edge' приоритет назначения над 'Face' назначение, даже если вы указываете 'Face' назначение после 'Edge' назначение. Уровни приоритета: 'Vertex (наивысший приоритет), 'Edge', 'Face', 'Cell' (наименьший приоритет).

  • Для присвоения, выполненного с помощью results , решатель использует это назначение вместо всех предыдущих назначений.

Пример: structuralIC(structuralmodel,'Face',[2,5],'Displacement',[0;0;0.01],'Velocity',[0;60;0])

Типы данных: char

Идентификатор геометрической области, заданный как вектор положительных целых чисел. Поиск идентификаторов регионов с помощью pdegplot.

Пример: structuralIC(structuralmodel,'Face',[2,5],'Displacement',[0;0;0.01],'Velocity',[0;60;0])

Типы данных: double

Решение конструкционной модели, указанное как StaticStructuralResults или TransientStructuralResults объект. Создать Sresults с помощью solve.

Индекс времени, заданный как положительное целое число.

Пример: structuralIC(structuralmodel,Sresults,21)

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Обработка начальных условий, возвращаемых в виде GeometricStructuralICs или NodalStructuralICs объект. Посмотрите свойства GeometricStructuralICs и свойства NodalStructuralICs.

structuralIC связывает исходное структурное условие с геометрической областью в случае геометрического назначения или узлами в случае назначения на основе результатов.

Подробнее

свернуть все

Задание некондиционных параметров конструкционной модели

Используйте дескриптор функции, чтобы указать следующие структурные параметры, когда они зависят от пространства и, в зависимости от типа структурного анализа, от времени или частоты:

  • Поверхностная тяга на границе

  • Давление по нормали к границе

  • Сосредоточенная сила в вершине

  • Распределенная жесткость пружины для каждого поступательного направления, используемого для моделирования упругого основания

  • Принудительное перемещение и его компоненты

  • Начальное смещение и скорость

Например, используйте дескрипторы функций, чтобы указать нагрузку давления, x-компонент принудительного смещения и начальное смещение для этой модели.

structuralBoundaryLoad(model,'Face',12,'Pressure',@myfun)
structuralBC(model,'Face',2,'XDisplacement',@myfun)
structuralIC(model,'Face',12,'Displacement',@myfun)

Функция должна иметь вид:

function structuralVal = myfun(location,state)

Решатель проходит location и state данные для вашей функции.

  • location - Структура, содержащая следующие поля:

    • location.x - координата X точки или точек;

    • location.y - координата Y точки или точек;

    • location.z - для 3-D или осесимметричной геометрии координата z точки или точек

    • location.r - для осесимметричной геометрии координата r точки или точек

    Кроме того, для граничных условий решатель передает эти данные в location структура:

    • location.nx - x-компонент вектора нормали в точке оценки или точках

    • location.ny - y-компонент вектора нормали в точке оценки или точках

    • location.nz - для 3-D или осесимметричной геометрии z-компонент вектора нормали в точке вычисления или точках

    • location.nz - для осесимметричной геометрии z-компонент вектора нормали в точке вычисления или точках

  • state - Структура, содержащая следующие поля для динамических структурных задач:

    • state.time содержит время в точках оценки.

    • state.frequency содержит частоту в точках оценки.

    state.time и state.frequency скаляры.

Граничные ограничения и нагрузки получают эти данные из решателя:

  • location.x, location.y, location.z, location.r

  • location.nx, location.ny, location.nz, location.nr

  • state.time или state.frequency (в зависимости от типа структурного анализа)

Начальные условия получают эти данные из решателя:

  • location.x, location.y, location.z, location.r

  • Идентификатор поддомена

Если параметр представляет значение вектора, например, тягу поверхности, жесткость пружины, силу или смещение, функция должна вернуть двухстрочную матрицу для 2-D модели и трехстрочную матрицу для 3-D модели. Каждый столбец матрицы соответствует значению параметра (вектору) в граничных координатах, предоставленных решателем.

Если параметр представляет скалярное значение, такое как давление или компонент смещения, функция должна возвратить вектор строки, где каждый элемент соответствует значению параметра (скаляр) в граничных координатах, предоставленных решателем.

Если граничные условия зависят от state.time или state.frequency, убедитесь, что функция возвращает матрицу NaN правильного размера при state.frequency или state.time являются NaN. Решатели проверяют, является ли проблема нелинейной или зависит от времени, проходя NaN значения состояния и поиск возвращенных NaN значения.

См. также

| | | | | | | | | | |

Представлен в R2018a

Документация по набору инструментов для дифференциальных уравнений в частных производных

Поддержка