General Flexible Plate
Тонкая пластина со свойствами упругости для деформации
- Библиотека:
Simscape / Мультитело / Элементы Тела / Гибкие Тела / Пластины и Shell
Описание
Модели блока General Flexible Plate тонкая, плоская структура, способная к эластичным деформациям, включая фрагмент, изгиб и эффекты сдвига. Блок применяет деформацию сдвига теория [1] [2] [3] пластины Mindlin и использует метод конечных элементов [4] для его решения. Можно использовать этот блок, чтобы смоделировать тонкие, плоские структуры, такие как рычажные устройства и спутниковые солнечные батареи.
Чтобы задать геометрию пластины, используйте параметры Thickness и Midsurface. midsurface пластины находится в плоскости xy, и толщина приезжает ось z. Толщина должна быть намного меньшей, чем ширина и длина пластины, и пластина симметрична о midsurface. Дополнительную информацию см. в разделе Geometry.
Блок моделирует гибкую пластину, сделанную из гомогенных, изотропных, и линейно эластичных материалов. Можно задать плотность, модуль Янга и отношение Пуассона или сдвинуть модуль пластины в разделе Stiffness and Inertia. Кроме того, блок поддерживает два метода затухания, чтобы управлять эффективностью моделирования. Чтобы добавить пользовательские системы координат в пластину, задайте параметры в разделе Frames.
Порты
Система координат
Параметры
Геометрия
Midsurface — Координаты пластины midsurface
[1 1;-1 1;-1 - 1; 1 - 1] m | N-by-2 матрица | M-by-1 или 1 M массивом ячеек N-by-2 матрицы
Координаты раньше задавали midsurface контуры пластины на локальной плоскости xy. Можно задать midsurface при помощи:
N-by-2 матрица xy координирует, чтобы задать midsurface. Каждая строка дает [x, y] координаты точки на середине поверхностных контуров. Точки соединяются в заданном порядке сформировать закрытую ломаную линию. Чтобы гарантировать, что ломаная линия закрывается, блок вставляет линейный сегмент между последними и первыми точками.
M-by-1 или 1 M массивом ячеек N-by-2 матрицы xy координирует, чтобы задать midsurface с отверстиями. Первый элемент в массиве представляет внешнюю границу, и последующие элементы задают контуры отверстия.
Примечание
Убедитесь, что любые два контура не пересекаются, перекрываются, или касание.
Кроме того, каждый отдельный контур должен иметь:
Никакие повторные вершины
Никакие самопересечения
По крайней мере три неколлинеарных точки
Thickness — Толщина пластины
0.1 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Толщина пластины. Блок моделирует пластину путем вытеснения заданного midsurface вдоль локальной оси z пластины. Экструзия симметрична о локальной плоскости xy паштета. Толщина должна быть намного меньшей, чем полные midsurface размерности для теории пластины применяться.
Жесткость и инерция
Density — Масса на единичный объем материала
2 700 kg/m^3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Масса на единичный объем материала. Значение по умолчанию соответствует алюминию.
Specify — Свойства упругости раньше параметрировали пластину
Young's Modulus and Poisson's Ratio (значение по умолчанию) | Young's and Shear Modulus
Свойства упругости раньше параметрировали пластину. Можно задать любой Young's Modulus and Poisson's Ratio или Young's and Shear Modulus. Эти свойства обычно доступны в базах данных материалов.
Young's Modulus — Отношение осевого напряжения к осевой деформации
70 GPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Модуль молодежи эластичности пластины. Чем больше значение этого параметра, тем более сильный сопротивление изгибу и нормальной деформации в плоскости. Значение по умолчанию соответствует алюминию.
Poisson's Ratio — Отношение поперечных к нормальным деформациям
0,33 (значения по умолчанию) | скаляр в области значений [0, 0.5)
Отношение Пуассона пластины. Заданное значение должно быть больше или быть равным 0 и быть меньшим, чем 0,5. Значение по умолчанию соответствует алюминию.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Specify на Young's Modulus and Poisson's Ratio.
Shear Modulus — Отношение сдвига подчеркивает к технической деформации сдвига
26 GPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Сдвиньте модуль, также известный как модуль сдвига, пластины. Большее значение коррелирует к более сильному сопротивлению сдвигу и скручиванию. Значение по умолчанию соответствует алюминию.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Specify на Young's and Shear Modulus.
Затухание
Type — Тип затухания метода
Proportional (значение по умолчанию) | Uniform Modal | None
Затухание метода для пластины:
Выберите
Noneсмоделировать незатухающие пластины.Выберите
Proportionalприменять пропорциональное (или Рейли) затухание метода. Этот метод задает ослабляющую матрицу [C] как линейная комбинация большой матрицы [M] и матрица жесткости [K]:,
где α и β являются скалярными коэффициентами.
Выберите
Uniform Modalприменять универсальный модальный метод затухания. Этот метод применяет один коэффициент затухания ко всем режимам вибрации пластины. Чем больше значение, тем затухают более быстрые колебания.
Mass Coefficient — Коэффициент большой матрицы
0 1/s (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр
Коэффициент α большой матрицы. Этот параметр задает затухание, пропорциональное большой матрице [M].
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Type на Proportional.
Stiffness Coefficient — Коэффициент матрицы жесткости
0,001 s (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр
Коэффициент β матрицы жесткости. Этот параметр задает затухание, пропорциональное матрице жесткости [K].
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Type на Proportional.
Damping Ratio — Коэффициент затухания для универсального модального метода затухания
0,01 (значения по умолчанию) | безразмерный неотрицательный скаляр
Коэффициент затухания ζ применился ко всем режимам вибрации пластины. Чем больше значение, тем затухают более быстрые колебания. Режимы вибрации являются underdamped если ζ <1 и сверхослабленный если ζ> 1.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Type на Uniform Modal.
Типы данных: double
Графический
Type — Графический, чтобы использовать в визуализации пластины
From Geometry (значение по умолчанию) | None
Графический раньше визуализировал пластину. Чтобы скрыть пластину в Mechanics Explorer, установите этот параметр на None.
Visual Properties — Параметризация для цвета и непрозрачности
Simple (значение по умолчанию) | Advanced
Параметризация для определения визуальных свойств. Выберите Simple задавать цвет и непрозрачность. Выберите Advanced задавать больше визуальных свойств, таких как Specular Color, Ambient Color, Emissive Color и Shininess.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Type на From Geometry.
Color — Истинный цвет как [R, G, B] вектор по шкале 0–1
[0.5 0.5 0.5] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор со значениями, ограниченными к 0–1
Цветной вектор RGB с красным (R), зеленый (G), и синий (B), окрашивает суммы заданными по шкале 0–1. Можно также задать цвет при помощи палитры цветов.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите:
Type к
From GeometryVisual Properties к
Simple
Opacity — Поверхностная непрозрачность как скалярный номер по шкале 0–1
1.0 (значение по умолчанию) | скаляр со значением, ограниченным к 0–1
Графическая непрозрачность, заданная по шкале 0–1. Непрозрачность 0 соответствует абсолютно прозрачной графике и непрозрачности 1 к абсолютно непрозрачной диаграмме.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите:
Type к
From GeometryVisual Properties к
Simple
Diffuse Color — Графический цвет
[0.5 0.5 0.5] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор | трехэлементный вектор
Цвет диаграммы под прямым белым светом в виде [R G B] или [R G B] вектор по шкале 0–1. Дополнительный четвертый элемент задает цветную непрозрачность по шкале 0–1. Исключение элемента непрозрачности эквивалентно определению значения 1.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите:
Type к
From GeometryVisual Properties к
Advanced
Specular Color — Цвет подсветки как [R, G, B] вектор по шкале 0–1
[0.5 0.5 0.5 1.0] (значение по умолчанию) | трехэлементный или четырехэлементный вектор со значениями, ограниченными к 0–1
Цвет зеркальных подсветок в виде [R, G, B] или [R, G, B] вектор по шкале 0–1. Дополнительный четвертый элемент задает цветную непрозрачность. Исключение элемента непрозрачности эквивалентно определению значения 1.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите:
Type к
From GeometryVisual Properties к
Advanced
Ambient Color — Цвет тени как [R, G, B] вектор по шкале 0–1
[0.15 0.15 0.15 1.0] (значение по умолчанию) | трехэлементный или четырехэлементный вектор со значениями, ограниченными к 0–1
Цвет зон молчания в рассеянном рассеянном свете в виде [R, G, B] или [R, G, B] вектор по шкале 0–1. Дополнительный четвертый элемент задает цветную непрозрачность. Исключение элемента непрозрачности эквивалентно определению значения 1.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите:
Type к
From GeometryVisual Properties к
Advanced
Emissive Color — Цвет самоосвещения как [R, G, B] вектор по шкале 0–1
[0.0 0.0 0.0 1.0] (значение по умолчанию) | три - или четырехэлементный вектор со значениями, ограниченными к 0–1
Поверхностный цвет из-за сам освещение в виде [R, G, B] или [R, G, B] вектор по шкале 0–1. Дополнительный четвертый элемент задает цветную непрозрачность. Исключение элемента непрозрачности эквивалентно определению значения 1.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите:
Type к
From Geometry.Visual Properties к
Advanced.
Shininess — Подсветите резкость как скалярный номер по шкале 0–128
75 (значений по умолчанию) | скаляр со значением, ограниченным к 0–128
Резкость зеркальных легких отражений в виде скалярного номера по шкале 0–128. Увеличьте значение блеска для меньших но более резких подсветок. Уменьшите значение для больших но более сглаженных подсветок.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите:
Type к
From GeometryVisual Properties к
Advanced
Системы координат
New Frame — Создайте пользовательскую систему координат для связи с другими блоками
кнопка
Нажмите кнопку Create
, чтобы открыть панель для создания новой присоединенной к телу системы координат. В этой панели можно задать имя, источник и ориентацию для системы координат.
Чтобы назвать пользовательскую систему координат, введите имя в параметре Frame Name. Имя идентифицирует порт на блоке и в области просмотра в виде дерева Mechanics Explorer.
Выберите систему координат в разделе Frame Origin:
At Reference Frame Origin: Сделайте новую систему координат совпадающей с источником системы координат недеформированной пластины.
Based on Geometric Feature: Сделайте новую систему координат совпадающей с центром выбранной недеформированной функции геометрии. Допустимые функции включают поверхности, линии и точки. Выберите функцию из панели визуализации, затем нажмите кнопку Use Selected Feature, чтобы подтвердить местоположение источника. Имя местоположения источника появляется в поле ниже этой опции.
Чтобы задать ориентацию пользовательской системы координат, под разделом Frame Axes, выбирают Primary Axis и Secondary Axis пользовательской системы координат и затем задают их направления.
Используйте следующие методы, чтобы выбрать вектор для определения направлений первичных и вторичных осей. Первичная ось параллельна выбранному вектору и ограничивает остающиеся две оси к своей нормальной плоскости. Вторичная ось параллельна проекции выбранного вектора на нормальную плоскость.
Along Reference Frame Axis: Выбирает ось системы координат недеформированной пластины.
Based on Geometric Feature: Выбирает вектор, сопоставленный с выбранным признаком геометрии недеформированной пластины. Допустимые функции включают поверхности и линии. Соответствующий вектор обозначается белой стрелой в панели визуализации. Можно выбрать функцию из панели визуализации и затем нажать кнопку Use Selected Feature, чтобы подтвердить выбор. Имя выбранной функции появляется в поле ниже этой опции.
FrameN — Отредактируйте или удалите существующую пользовательскую систему координат
структурируйте имя
Системы координат, которые вы создали. Заданный имя порта с помощью Нового параметра Системы координат. Если вы не задаете имя пользовательской системы координат, имена блока система координат FN, где N номер идентификации.
Кликните по текстовому полю, чтобы отредактировать имя существующей пользовательской системы координат.
Нажмите кнопку Edit
, чтобы отредактировать другие аспекты пользовательской системы координат, такие как источник и оси.Нажмите кнопку Delete
, чтобы удалить пользовательскую систему координат.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, создайте систему координат путем нажатия на New Frame.
Ссылки
[1] Купайтесь, Клаус-Юрген. Процедуры Конечного элемента. 2-й редактор Englewood Cliffs, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2014.
[2] Приготовьте, Роберт Дэвис. Концепции и Приложения Анализа конечных элементов. 4-й редактор Нью-Йорк, Нью-Йорк: Вайли, 2001.
[3] Дворкин, Эдуардо Н. и Klaus‐Jürgen Купаются. “Механика Континуума Основанная Shell Four‐node Элемент для Общего Анализа Non‐linear”. Технические Расчеты 1, № 1 (январь 1984): 77–88. https://doi.org/10.1108/eb023562.
[4] Bucalem, M. L. и К. Дж. Бэйт. “Анализ конечных элементов Shell Структуры”. Архивы Вычислительных Методов в Разработке 4, № 1 (март 1997): 3–61. https://doi.org/10.1007/BF02818930.