有限元分析正方形薄板:建立单元刚度矩阵、整体刚度矩阵、整体节点载荷列阵并求解节点位移和单元应力
对于正方形薄板的有限元分析,我们可以采用4节点平均应变四边形单元(CST)来建立单元刚度矩阵、整体刚度矩阵和整体节点载荷列阵。以下是具体步骤:
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建立单元刚度矩阵: 根据CST元素的定义,单元刚度矩阵可以表示为: k = (E*h/(1-u^2)) * [1-u -u 0 0 0 u 1-u 0 0 0 0 0 0 0 0], 其中E为弹性常数,h为板的厚度,u为泊松比。
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建立整体刚度矩阵: 将单元刚度矩阵按照节点的连接关系组装起来,得到整体刚度矩阵K。
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建立整体节点载荷列阵: 根据节点载荷的分布情况,将节点载荷组装成整体节点载荷列阵F。
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建立整体节点方程组: 根据位移-力的关系,可以建立整体节点方程组KU=F。
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求解节点的位移: 通过求解整体节点方程组,得到节点位移矩阵U。
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求解单元应力: 根据位移和单元应变的关系,可以计算出各单元的应力。
以上是一般的步骤,具体的编程实现可以使用数值计算软件或编程语言来完成。
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