structuralBodyLoad
Задайте загрузку тела для структурной модели
Синтаксис
Описание
structuralBodyLoad( задает ускорение из-за силы тяжести как загрузка тела для статической или переходной структурной модели. Структурные модели для модального анализа не могут иметь загрузок тела.structuralmodel,'GravitationalAcceleration',GAval)
structuralBodyLoad( задает скорость вращения, чтобы смоделировать центробежную загрузку для осесимметричной структурной модели.structuralmodel,'AngularVelocity',omega)
structuralBodyLoad( задает тепловую нагрузку на статической модели структурного анализа.structuralmodel,'Temperature',Tval)
Совет
Если Tval сама температура, и не изменение в температуре, необходимо задать ссылочную температуру с помощью structuralmodel.ReferenceTemperature. В противном случае тулбокс использует значение по умолчанию (нуль) для ссылочной температуры. Для получения дополнительной информации смотрите StructuralModel.
structuralBodyLoad( использует установившиеся или переходные тепловые результаты анализа structuralmodel,'Temperature',Tresults)Tresults задавать тепловую нагрузку на статической модели структурного анализа. Если Tresults решение переходной тепловой проблемы, затем этот синтаксис использует температуру и ее градиенты от последнего временного шага.
structuralBodyLoad( использует переходные тепловые результаты анализа structuralmodel,'Temperature',Tresults,'TimeStep',iT)Tresults и временной шаг индексирует iT задавать тепловую нагрузку на статической модели структурного анализа.
structuralBodyLoad( задает несколько загрузок тела для той же структурной модели. Используйте любые аргументы от предыдущих синтаксисов, применимых к вашему structuralmodel,___)structuralmodel. Например, задайте силу тяжести и тепловые нагрузки как structuralBodyLoad(structuralmodel,'GravitationalAcceleration',[0;0;-9.8],'Temperature',300). Не используйте последующие вызовы функции при присвоении нескольких загрузок тела, потому что тулбокс использует только последнее присвоение.
structuralBodyLoad(___,'Label', добавляет метка для структурной загрузки тела, которая будет использоваться labeltext)linearizeInput функция. Эта функция позволяет вам передать загрузки тела в linearize функция, которая извлекает разреженные линейные модели для использования с Control System Toolbox™.
bodyLoad = structuralBodyLoad(___)
Примеры
Нагрузка силы тяжести на луч
Создайте структурную модель.
structuralModel = createpde('structural','static-solid');
Создайте и постройте геометрию.
gm = multicuboid(0.5,0.1,0.1);
structuralModel.Geometry = gm;
pdegplot(structuralModel,'FaceAlpha',0.5)
Задайте модуль Молодежи, отношение Пуассона и массовую плотность. Массовое значение плотности требуется для моделирования гравитационных эффектов.
structuralProperties(structuralModel,'YoungsModulus',210E3, ... 'PoissonsRatio',0.3, ... 'MassDensity',2.7E-6);
Задайте нагрузку силы тяжести на луч.
structuralBodyLoad(structuralModel, ... 'GravitationalAcceleration',[0;0;-9.8])
ans =
BodyLoadAssignment with properties:
RegionType: 'Cell'
RegionID: 1
GravitationalAcceleration: [3x1 double]
AngularVelocity: []
Temperature: []
TimeStep: []
Label: []
Статический анализ вращающего диска с запрессовкой в концентраторе
Анализируйте вращающий диск с радиальным сжатием в концентраторе, должном запрессовать. Внутренний радиус диска 0.05, и внешний радиус 0.2. Толщина диска 0.05 с посадкой с натягом 50E-6. Для этого анализа упростите 3-D осесимметричную модель до 2D модели.
Создайте статическую модель структурного анализа для того, чтобы решить осесимметричную задачу.
structuralmodel = createpde('structural','static-axisymmetric');
2D модель является прямоугольной полосой, x-размерность которой расширяет от концентратора до наружной поверхности, и чья y-размерность расширяет по высоте диска. Создайте геометрию путем определения координат четырех углов полосы. Для осесимметричных моделей тулбокс принимает, что ось вращения является вертикальной осью, проходящей r = 0, который эквивалентен x = 0.
g = decsg([3 4 0.05 0.2 0.2 0.05 -0.025 -0.025 0.025 0.025]');
Включайте геометрию в модель.
geometryFromEdges(structuralmodel,g);
Постройте геометрию с метками вершины и ребром.
figure pdegplot(structuralmodel,'EdgeLabels','on','VertexLabels','on') xlim([0 0.3]) ylim([-0.05 0.05])
Задайте модуль Молодежи, отношение Пуассона и массовую плотность.
structuralProperties(structuralmodel,'YoungsModulus',210e9, ... 'PoissonsRatio',0.28, ... 'MassDensity',7700);
Примените центробежную загрузку из-за вращения диска. Примите, что диск вращается на уровне 104,7 рад/с.
structuralBodyLoad(structuralmodel,'AngularVelocity',1047);Примените радиальное смещение в концентраторе диска к запрессовке модели.
structuralBC(structuralmodel,'Edge',4,'RDisplacement',50e-6);
Закрепите осевое смещение точки на концентраторе, чтобы предотвратить движение твердого тела.
structuralBC(structuralmodel,'Vertex',1,'ZDisplacement',0);
Сгенерируйте mesh.
generateMesh(structuralmodel);
Решите модель.
structuralresults = solve(structuralmodel);
Постройте радиальное смещение диска.
figure pdeplot(structuralmodel, ... 'XYData',structuralresults.Displacement.ur, ... 'ColorMap','jet') axis equal xlim([0 0.3]) ylim([-0.05 0.05])
Постройте круговой (обруч) напряжение.
figure pdeplot(structuralmodel, ... 'XYData',structuralresults.Stress.sh, ... 'ColorMap','jet') axis equal xlim([0 0.3]) ylim([-0.05 0.05])
Постоянная тепловая нагрузка
Задайте постоянное повышение температуры для теплового расчета напряжений биметаллического консольного луча.
Создайте статическую структурную модель.
structuralmodel = createpde('structural','static-solid');
Создайте и постройте геометрию.
gm = multicuboid(0.5,0.04,[0.03,0.03],'Zoffset',[0,0.03]); structuralmodel.Geometry = gm; pdegplot(structuralmodel,'CellLabels','on')
Установите ссылочную температуру. Эта температура соответствует состоянию нулевого теплового напряжения модели.
structuralmodel.ReferenceTemperature = 20
structuralmodel =
StructuralModel with properties:
AnalysisType: 'static-solid'
Geometry: [1x1 DiscreteGeometry]
MaterialProperties: []
BodyLoads: []
BoundaryConditions: []
ReferenceTemperature: 20
SuperelementInterfaces: []
Mesh: []
SolverOptions: [1x1 pde.PDESolverOptions]
Примените постоянную температуру как структурную загрузку тела.
structuralBodyLoad(structuralmodel,'Temperature',300)ans =
BodyLoadAssignment with properties:
RegionType: 'Cell'
RegionID: [1 2]
GravitationalAcceleration: []
AngularVelocity: []
Temperature: 300
TimeStep: []
Label: []
Тепловая нагрузка как установившееся тепловое решение модели
Задайте тепловую нагрузку с помощью решения от установившегося теплового анализа той же геометрии и mesh.
Установившийся тепловой анализ модели
Создайте установившуюся тепловую модель.
thermalmodel = createpde('thermal','steadystate');
Создайте и постройте геометрию.
gm = multicuboid(0.5,0.1,0.05); thermalmodel.Geometry = gm; pdegplot(thermalmodel,'FaceLabels','on','FaceAlpha',0.5)
Сгенерируйте mesh.
generateMesh(thermalmodel);
Задайте теплопроводность материала.
thermalProperties(thermalmodel,'ThermalConductivity',5e-3);Задайте постоянные температуры на левых и правых концах на луче.
thermalBC(thermalmodel,'Face',3,'Temperature',100); thermalBC(thermalmodel,'Face',5,'Temperature',0);
Задайте источник тепла по целой геометрии.
internalHeatSource(thermalmodel,10);
Решите модель.
thermalresults = solve(thermalmodel)
thermalresults =
SteadyStateThermalResults with properties:
Temperature: [3870x1 double]
XGradients: [3870x1 double]
YGradients: [3870x1 double]
ZGradients: [3870x1 double]
Mesh: [1x1 FEMesh]
Постройте температурное распределение.
pdeplot3D(thermalmodel,'ColorMapData',thermalresults.Temperature)
Статический структурный анализ с тепловой нагрузкой
Создайте статическую структурную модель.
structuralmodel = createpde('structural','static-solid');
Включайте ту же геометрию что касается тепловой модели.
structuralmodel.Geometry = gm;
Примените решение теплового анализа модели как загрузка тела для структурной модели.
structuralBodyLoad(structuralmodel,'Temperature',thermalresults)ans =
BodyLoadAssignment with properties:
RegionType: 'Cell'
RegionID: 1
GravitationalAcceleration: []
AngularVelocity: []
Temperature: [1x1 pde.SteadyStateThermalResults]
TimeStep: []
Label: []
Тепловая нагрузка как переходное тепловое решение модели
Задайте тепловую нагрузку с помощью решения от переходного теплового анализа той же геометрии и mesh.
Переходный тепловой анализ модели
Создайте переходную тепловую модель.
thermalmodel = createpde('thermal','transient');
Создайте и постройте геометрию.
gm = multicuboid(0.5,0.1,0.05); thermalmodel.Geometry = gm; pdegplot(thermalmodel,'FaceLabels','on','FaceAlpha',0.5)
Сгенерируйте mesh.
generateMesh(thermalmodel);
Задайте тепловые свойства материала.
thermalProperties(thermalmodel,'ThermalConductivity',5e-3, ... 'MassDensity',2.7*10^(-6), ... 'SpecificHeat',10);
Задайте постоянные температуры на левых и правых концах на луче.
thermalBC(thermalmodel,'Face',3,'Temperature',100); thermalBC(thermalmodel,'Face',5,'Temperature',0);
Задайте источник тепла по целой геометрии.
internalHeatSource(thermalmodel,10);
Установите начальную температуру.
thermalIC(thermalmodel,0);
Решите модель.
tlist = [0:1e-4:2e-4]; thermalresults = solve(thermalmodel,tlist)
thermalresults =
TransientThermalResults with properties:
Temperature: [3870x3 double]
SolutionTimes: [0 1.0000e-04 2.0000e-04]
XGradients: [3870x3 double]
YGradients: [3870x3 double]
ZGradients: [3870x3 double]
Mesh: [1x1 FEMesh]
Постройте температурное распределение для каждого временного шага.
for n = 1:numel(thermalresults.SolutionTimes) figure pdeplot3D(thermalmodel,'ColorMapData', ... thermalresults.Temperature(:,n)) title(['Time = ' num2str(tlist(n))]) caxis([0 100]) end
Статический структурный анализ с тепловой нагрузкой
Создайте статическую структурную модель.
structuralmodel = createpde('structural','static-solid');
Включайте ту же геометрию что касается тепловой модели.
structuralmodel.Geometry = gm;
Примените решение теплового анализа модели как загрузка тела для структурной модели. По умолчанию, structuralBodyLoad использует тепловое решение модели, в последний раз продвигаются.
structuralBodyLoad(structuralmodel,'Temperature',thermalresults);Также можно задать временной шаг, который вы хотите использовать. Например, примените тепловое решение модели для шага второго раза как загрузка тела для структурной модели.
structuralBodyLoad(structuralmodel,'Temperature',thermalresults, ... 'TimeStep',2);
Входные параметры
Выходные аргументы
Смотрите также
StructuralModel | structuralProperties | structuralDamping | structuralBoundaryLoad | structuralBC | Свойства BodyLoadAssignment