[Matlab有限元分析] 2.杆单元有限元分析

1. 一维杆单元有限元分析程序

一维刚单元的局部坐标系(单元坐标系)与全局坐标系相同。

1.1 线性杆单元

如图所示是一个杆单元,由两个节点i和j,局部坐标系的X轴沿着杆的方向,由i节点指向j节点,每个节点有一个自由度,在使用时需要定义杆长L、截面积A和弹性模型E。

 单元刚度矩阵为:

                                                k=\begin{bmatrix} \frac{EA}{L} &-\frac{EA}{L} \\ -\frac{EA}{L}& \frac{EA}{L} \end{bmatrix}

线性杆单元有限元分析MATLAB程序主要包括单元刚度矩阵(Bar1D2Node_Stiffness)、单元组装(Bar1D2Node_Assembly)、单元应力(Bar1D2Node_Stress)和节点力(Bar1D2Node_Forces)四个函数,分别如下:

function k = Bar1D2Node_Stiffness(E,A,L)
% 该函数计算线性杆单元的刚度矩阵
% 输入:弹性模量E,杆的横截面积A和长度L
% 输出:单元刚度矩阵k(2*2)
k = [E*A/L -E*A/L ; -E*A/L E*A/L];
function y = Bar1D2Node_Assemble(K,k,i,j)
% 该函数进行单元刚度矩阵的组装
% 输入:单元刚度矩阵k和单元节点编号i,j
% 输出:整体刚度矩阵K
DOF(1) = i;
DOF(2) = j;
for n1 = 1:2for n2 = 1:2K(DOF(n1),DOF(n2)) = K(DOF(n1),DOF(n2))+k(n1,n2);end
end
y = K;
function forces = Bar1D2Node_Forces(k,u)
% 该函数计算线性杆单元的节点力
% 输入:单元刚度矩阵k,单元的位移列阵u(2*1)
% 输出:单元节点力forces
forces = k*u;
function stress = Bar1D2Node_Stress(k,u,A)
% 该函数计算线性杆单元的应力
% 输入:单元刚度矩阵k,单元的位移列阵u(2*1),单元横截面积A
% 输出:单元应力stress
stress = k * u/A;

1.2 二阶杆单元

二阶杆单元是带中间节点的杆单元,如下图所示,单元节点为i,j,m,杆单元界面为A,弹性模量为E,坐标系为i指向j的x方向。

单元刚度矩阵为:

                                             k=\frac{EA}{3L}\begin{bmatrix} 7 & 1&-8 \\ 1& 7& -8\\ -8 & -8 & 16 \end{bmatrix}

二阶杆单元有限元分析MATLAB程序主要包括单元刚度矩阵(Bar1D3Node_Stiffness)、单元组装(Bar1D3Node_Assembly)、单元应力(Bar1D3Node_Stress)和节点力(Bar1D3Node_Forces)四个函数,分别如下:

function k = Bar1D3Node_Stiffness(E,A,L)
% 该函数计算二阶杆单元的刚度矩阵
% 输入:弹性模量E,杆的横截面积A和长度L
% 输出:单元刚度矩阵k(3*3)
k = E*A/(3*L)*[7 1 -8;1 7 -8;-8 -8 16];
function y = Bar1D3Node_Assemble(K,k,i,j,m)
% 该函数进行二阶杆单元刚度矩阵的组装
% 输入:单元刚度矩阵k和单元节点编号i,j, m
% 输出:整体刚度矩阵K
DOF(1) = i;
DOF(2) = j;
DOF(3) = m;
for n1 = 1:3for n2 = 1:3K(DOF(n1),DOF(n2)) = K(DOF(n1),DOF(n2))+k(n1,n2);end
end
y = K;
function forces = Bar1D3Node_Forces(k,u)
% 该函数计算二阶杆单元的节点力
% 输入:单元刚度矩阵k,单元的位移列阵u(3*1)
% 输出:单元节点力forces
forces = k*u;
function stress = Bar1D3Node_Stress(k,u,A)
% 该函数计算二阶杆单元的应力
% 输入:单元刚度矩阵k,单元的位移列阵u(3*1),单元横截面积A
% 输出:单元应力stress
stress = k * u/A;

2. 二维杆单元有限元分析程序

未完待续....

3. 三维杆单元有限元分析程序

参考文献

曾攀《有限元基础教程》;

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.hqwc.cn/news/236286.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

XUbuntu22.04之OBS30.0设置录制音频降噪(一百九十六)

简介: CSDN博客专家,专注Android/Linux系统,分享多mic语音方案、音视频、编解码等技术,与大家一起成长! 优质专栏:Audio工程师进阶系列【原创干货持续更新中……】🚀 优质专栏:多媒…

ARM与大模型,狭路相逢

编辑:阿冒 设计:沐由 从去年底至今,伴随着OpenAI旗下ChatGPT的火爆,一波AI大模型推动着AI应用全面进入了大模型时代。与此同时,随着边缘算力的提升,AI大模型的部署也逐渐从云端涉入到边缘。 世界对AI算力的…

运维知识点-SQLServer/mssql

SQLServer/mssql Microsoft structed query language常见注入提权 技术点:0x00 打点前提 0x01 上线CS0x02 提权0x03 转场msf0x04 抓取Hash0x05 清理痕迹 Microsoft structed query language 常见注入 基于联合查询注入 order by 判断列数(对应数据类型…

Vue中 实现自定义指令(directive)及应用场景

一、Vue2 1. 指令钩子函数 一个指令定义对象可以提供如下几个钩子函数 (均为可选): bind 只调用一次,指令第一次绑定到元素时调用。在这里可以进行一次性的初始化设置。inserted 被绑定元素插入父节点时调用 (仅保证父节点存在,但不一定已…

【spring】bean的后处理器

目录 一、作用二、常见的bean后处理器2.1 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor2.1.1 说明2.1.2 代码示例2.1.3 截图示例 2.2 CommonAnnotationBeanPostProcessor2.2.1 说明2.2.2 代码示例2.2.3 截图示例 2.3 ConfigurationPropertiesBindingPostProcessor2.3.1 说明2.3.2 代码…

华清远见嵌入式学习——C++——作业3

作业要求&#xff1a; 代码&#xff1a; #include <iostream>using namespace std;class Per { private:string name;int age;double *high;double *weight; public://有参构造函数Per(string n,int a,double h,double w):name(n),age(a),high(new double(h)),weight(ne…

geemap学习笔记015:下载哨兵2号(Sentinel-2)数据

前言 使用GEE下载数据应该是最常见的功能了&#xff0c;今天就介绍一下如何使用geemap下载哨兵2号(Sentinel-2)数据&#xff0c;分别包括自己画感兴趣&#xff0c;以及利用Assets中的shp文件进行下载。 1 自己画感兴趣下载哨兵2号影像 import geemap import eeMap geemap.M…

模板上新|2023年10月DataEase模板市场上新动态

DataEase开源数据可视化分析平台于2022年6月正式发布模板市场&#xff08;https://dataease.io/templates/&#xff09;。模板市场旨在为DataEase用户提供专业、美观、拿来即用的仪表板模板&#xff0c;方便用户根据自身的业务需求和使用场景选择对应的仪表板模板&#xff0c;并…

STM32/GD32_分散加载

Q&#xff1a;如何将一个变量、某个源文件的函数在编译阶段就存储在用户指定的区域&#xff1f; KEIL环境&#xff1a;.map后缀文件、.sct后缀文件 IAR环境&#xff1a;.map后缀文件、.icf后缀文件 【map文件】 对固件里面的变量、函数、常量等元素的存储空间进行分配的说明…

【负载均衡 SLB介绍及其算法详解】(一万两千字)

目录 一、负载均衡 SLB 定义 二、负载均衡SLB的作用 三、负载均衡器&#xff08;Load Balancer&#xff09; 【1】工作原理 【2】主要功能 【3】关键概念 四、工作负载&#xff08;Workload&#xff09; 五、负载均衡算法 【1】轮询&#xff08;Round Robin&#xff0…

Sui与阿联酋科技孵化器Hub71合作支持生态项目建设,扩大全球影响力

近日&#xff0c;总部位于阿联酋&#xff08; United Arab Emirates &#xff0c;UAE&#xff09;的科技孵化器Hub71宣布与Mysten Labs合作&#xff0c;将支持Sui上的新项目。通过本次合作&#xff0c;孵化项目的开发者们不仅可以获得Mysten Labs的技术专业知识和支持&#xff…

SpringBoot 整合 Neo4j 实战(头歌)

文章目录 第1关&#xff1a;认识 Spring DATA Neo4J任务描述相关知识Spring DATA Neo4J - 简介Spring JDBC / Spring ORM 模块的缺点&#xff1a;Spring 数据模块的优点&#xff1a;Spring 数据模块功能&#xff1a;Spring DATA Neo4j 模块的附加功能&#xff1a; Spring DATA …