StructuralModel

Описание

A StructuralModel объект содержит информацию о задаче структурного анализа: геометрия, свойства материала, параметры демпфирования, нагрузки на тело, краевые нагрузки, граничные ограничения, интерфейсы суперэлементов, начальное перемещение и скорость и mesh.

Создание

Как создать StructuralModel объект, использование createpde и задайте 'structural' как его первый аргумент.

Свойства

расширить все

Тип структурного анализа, возвращенный как одно из следующих значений.

Статический анализ:

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

  • '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

Переходный анализ:

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

  • 'transient-planestress' для переходного структурного анализа задачи плоскость-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 твердой (3-D) задачи

  • 'modal-planestress' для модального анализа задачи плоскостного напряжения

  • 'modal-planestrain' для модального анализа задачи плоскостной деформации

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

Анализ частотной характеристики:

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

  • 'frequency-planestress' для анализа частотной характеристики задачи плоскость-напряжение

  • 'frequency-planestrain' для анализа частотной характеристики задачи плоскостной деформации

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

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

Типы данных: char

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

Свойства материала в области, возвращенные как StructuralMaterialAssignment объект, содержащий назначения свойств материала. Для получения дополнительной информации см. раздел StructuralMaterialAssignment Свойств.

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

Нагрузки, действующие на область или поддомен, возвращаются как BodyLoadAssignment объект, содержащий назначения нагрузки тела. Для получения дополнительной информации см. BodyLoadAssignment Properties.

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

Структурные нагрузки и граничные условия, применяемые к геометрии, возвращаются как StructuralBC объект, содержащий назначения граничных условий. Для получения дополнительной информации см. StructuralBC Properties.

Чтобы задать граничные условия для модели, используйте structuralBC функция. Чтобы задать краевые нагрузки, используйте structuralBoundaryLoad.

Демпфирующая модель для переходного динамического анализа, возвращенная как StructuralDampingAssignment объект, содержащий назначения демпфирования. Для получения дополнительной информации смотрите Свойства StructuralDampingAssignment.

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

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

Чтобы задать ссылочную температуру для тепловой нагрузки в статической структурной модели, присвойте значение свойства непосредственно, например structuralmodel.ReferenceTemperature = 10. Чтобы задать саму тепловую нагрузку, используйте structuralBodyLoad функция.

Типы данных: double

Начальное перемещение и скорость, возвращенные как GeometricStructuralICs или NodalStructuralICs объект. Для получения дополнительной информации см. GeometricStructuralICs Properties и NodalStructuralICs Properties.

Чтобы задать начальные условия для вашей переходной несущей модели, используйте structuralIC функция.

Интерфейсы суперэлемента для синтеза режима компонента, возвращенные как StructuralSEIAssignment объект, содержащий назначения интерфейсов суперэлементов. Для получения дополнительной информации смотрите StructuralSEIAssignment Свойств.

Чтобы задать интерфейсы суперэлемента для структурной модели частотной характеристики, используйте structuralSEInterface функция.

Mesh для решения, возвращенная как FEMesh объект. Для получения дополнительной информации о свойствах см. раздел «Свойства FEMesh».

Чтобы создать mesh, используйте generateMesh функция.

Опции алгоритма для решателей УЧП, возвращенные как объект PDESolverOptions Properties. Свойства PDESolverOptions включают абсолютные и относительные погрешности для внутренних решателей ОДУ, максимальные итерации решателя и так далее.

Функции объекта

geometryFromEdgesСоздайте 2-D геометрию из разложенной геометрической матрицы
geometryFromMeshСоздайте 2-D или 3-D геометрию из mesh
importGeometryИмпорт 2-D или 3-D геометрии из данных STL
structuralBC Задайте граничные условия для несущей модели
structuralSEInterfaceЗадайте структурный интерфейс суперэлемента для синтеза режима компонента
structuralBodyLoadЗадайте нагрузку на тело для несущей модели
structuralBoundaryLoadЗадайте краевые нагрузки для несущей модели
structuralICУстановите начальные условия для переходной несущей модели
structuralPropertiesПрисвоение структурных свойств материала для несущей модели
solveРешите задачу теплопередачи, структурного анализа или электромагнитного анализа
reduceУменьшите структурную модель

Примеры

свернуть все

Создайте статическую несущую модель для решения твердотельной (3-D) задачи.

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

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

Создайте и постройте график 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, отношение Пуассона и массовую плотность.

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: []

Определите гравитационную нагрузку на шток.

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

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

Задайте, что грань 6 является фиксированным контуром.

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 поверхностную тягу 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: []

Сгенерируйте mesh.

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]

Введенный в R2017b