Matlab-Femset

Einführungsbeispiel

Der komplette FEM-Algorithmus (Berechnung der Knotenverformungen eines FEM-Modells) wird in der FEMSET-C-Funktion femalg_f.c realisiert, für die die Matlab-Interface-Funktion femalg_m.c (mexFunction) zur Verfügung steht. Diese mexFunction wurde mit mex in eine DLL femalg_m.dll überführt. Bei einem Aufruf von femalg_m aus einem Matlab-Script (wie eine “normale” Matlab-Function) wird diese DLL eingebunden.

Es soll zunächst die Verformung des nebenstehend dargestellten ebenen Fachwerks berechnet werden.

Die 7 Knoten des Fachwerks werden (willkürlich) nummeriert, ebenso die 10 Elemente (Stäbe). Die Geometrie des Fachwerks, die durch die Lage der Knoten bestimmt ist, wird mit einem (beliebigen) Koordinatensystem beschrieben, deren Richtungen auch für die Knotenlasten und die Verschiebungen gelten. Bei der Matrix der geometrischen Randbedingungen steht die 1 für eine behinderte Verschiebung. Die Topologiematrix enthält für jedes Element die beiden zugehörigen Knotennummern. Als Elementparameter wird für alle Elemente das Produkt EA in einen Spaltenvektor eingetragen:

 

a = 0,5 mF = 10 kNE = 210000 N/mm2A = 300 mm2 .

Die Basis-Version von FEMSET enthält mehrere Finite-Elemente-Typen. Aus den Dimensionen der Matrizen, die das Berechnungsmodell beschreiben (hier xy, kr, bk, km, ep), entnimmt der Finite-Elemente-Algorithmus die Information, welcher Element-Typ verwendet wird und berechnet in diesem Fall ein ebenes Fachwerk

Nebenstehend sieht man im Command Window das Ergebnis, das von femalg_m abgeliefert wird:

Der Indikator succ=1 signalisiert den Erfolg der Berechnung, auf der Matrix uv werden die Verschiebungen der 7 Knoten abgeliefert.

Zum Download verfügbar:  EinfBsp1.m und femalg_m.dll

Erweiterung dieses Beispiels, ergänzt um die
graphische Darstellung des Berechnungsmodells
und des verformten Systems.
Zusätzliche Erweiterung dieses Beispiels, ergänzt um die Berechnung der Stabkräfte (Postprocessing)

Homepage MatlabFemset

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