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《用MATLAB進(jìn)行結(jié)構(gòu)的有限元法分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第26卷第1期重慶交通學(xué)院學(xué)報Vol.26No.12007年2月JOURNALOFCHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITYFeb.,2007用MATLAB進(jìn)行結(jié)構(gòu)的有限元法分析李旭偉,劉艷珂,張永水(重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院,重慶400074)摘要:利用大型仿真軟件MATLAB編程和矩陣計算的優(yōu)點,使用一種全新的方法來進(jìn)行有限元分析.結(jié)合一個實例,利用編寫的M函數(shù)文件,求得節(jié)點的位移、反力,并繪出單元的剪力圖和彎矩圖,經(jīng)驗證后,證明該方法行之有效.關(guān)鍵詞:MATLAB;有限元;剛度矩陣;M函數(shù)文件中圖分類號:U4
2、41文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:10012716X(2007)0120023203AnalysisontheFiniteElementMethodbyMATLABLIXu2wei,LIUYan2ke,ZHANGYong2shui(SchoolofCivilEngineering&Architecture,ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074,China)Abstract:Bytheprogrammingandthematrixrepresentationmeritofthelarg
3、e2scalesimulationsoftwareMATLAB,thefiniteelementanalysisiscarriedonwithabrand2newmethod.ThedisplacementandreactionofthepitchpointareobtainedthroughcompilationMfunctiondocumentbasedonanexample,andthesheardiagramandthebending2momentdiagramoftheele2mentaredrawn.Theconf
4、irmationprovesthismethodeffective.Keywords:MATLAB;finiteelement;rigiditymatrix;MfunctiondocumentMATLAB是當(dāng)今國際上科學(xué)界(尤其是自動控er、Clough等人在分析飛機(jī)結(jié)構(gòu)時于1956年得到的制領(lǐng)域)具有較大影響力、及活力的軟件.它起源于結(jié)果.有限元法經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)由彈性力學(xué)矩陣運算,并已經(jīng)發(fā)展成一種高度集成的語言.它提平面問題擴(kuò)展到空間問題、板殼問題,由靜力平衡問供了強(qiáng)大的科學(xué)運算、靈活的程序設(shè)計流程、高質(zhì)量題擴(kuò)展到穩(wěn)
5、定問題、動力問題和波動問題.分析的對的圖形可視化與界面設(shè)計、便捷的與其他程序和語象從彈性問題擴(kuò)展到塑性、粘彈性、粘塑性和復(fù)合材言接口的功能.MATLAB廣泛應(yīng)用于自動控制、機(jī)械料等,從固體力學(xué)擴(kuò)展到流體力學(xué)、傳熱學(xué)等連續(xù)介設(shè)計、流體力學(xué)和數(shù)理統(tǒng)計等工程領(lǐng)域.它集數(shù)值分質(zhì)力學(xué)領(lǐng)域.在工程分析中的作用已從分析和校核析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體,構(gòu)成了擴(kuò)展到優(yōu)化設(shè)計并和計算機(jī)輔助設(shè)計相結(jié)合.一個界面友好的用戶環(huán)境.工程人員通過自己編寫在一般的結(jié)構(gòu)問題中,使用較多的二維有限元M函數(shù)文件或使用MATLAB提供的工具箱,可以高是
6、平面剛架元(PlaneFrameElement),它有總體坐效求解復(fù)雜的工程問題,并可以對系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)仿標(biāo)系和局部坐標(biāo)系.平面剛架元的系數(shù)有彈性模量真,用強(qiáng)大的圖形功能顯示數(shù)值計算結(jié)果.E、慣性矩I、橫截面面積A和長度L.每個平面剛架目前在工程技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)常用的數(shù)值模擬方法包元有2個節(jié)點,并且相對于總體坐標(biāo)系的X軸正向括有限單元法、邊界單元法、離散單元法和有限元差逆時針的傾斜角為θ.平面鋼架元有6個自由度———分法.但就實用性和應(yīng)用的廣泛性而言,主要還是有每個節(jié)點有3個自由度(2個位移和1個轉(zhuǎn)角).約定限單元法.現(xiàn)代有限元法第一
7、個成功的嘗試,是將鋼位移向上為正,轉(zhuǎn)角逆時針方向為正.對一個有n個架位移法推廣應(yīng)用于彈性力學(xué)平面問題,這是Turn2節(jié)點的結(jié)構(gòu)而言,其整體剛度矩陣K的維數(shù)為3n×收稿日期:2005211202;修訂日期:2005212226作者簡介:李旭偉(19792),男,河南洛陽人,碩士生,從事橋梁監(jiān)控方面研究.e2mail:Lixuwei3000#163.com.24重慶交通學(xué)院學(xué)報第26卷3n(因為每個節(jié)點有3個自由度).假定C=cosθ,S元力、應(yīng)力和節(jié)點力.=sinθ,單元剛度矩陣可由包含軸間形變的矩陣給2.2編寫M函數(shù)文件出,如
8、式(1).借助于MATLAB強(qiáng)大的編程功能,寫出了以下12I12I6IAC2+S2(A-)CS-S6個M函數(shù)文件:L2L2L(A-12I)CSAS2+12I6IPlaneFrameElementStiffness(E,A,I,L,the2C2CL2L2Ita)———6I6I-
