11.3.1 受均布载荷的悬臂梁问题
首先进行一个简单问题的求解。仍以第10章中受均布载荷的悬臂梁问题为例进行分析。
悬臂梁长8m,宽2m,左端固定,上端受均布压力载荷q=1 kN/m,悬臂梁另外两边为自由边。材料弹性模量E=3 GPa,泊松比v=0.3,分析悬臂梁的位移场和应力场。
(1)建模
启动PDE Toolbox后,单击工具栏中的按钮,在绘图区画一个矩形R1,用鼠标左键双击矩形,在弹出的对话框中填入图11-9中所示的数字,生成如图11-10所示的求解区域。
图11-9 几何模型参数的设置
先在工具栏右侧的下拉菜单中选择“Structural Mech”→“Plane Stress”,再单击工具栏中的按钮,绘图区的图形由灰色变成红色的线条,如图11-10所示。
图11-10 求解区域
双击红色的边界线,会弹出如图11-11所示对话框,设置边界条件。上端边界:在“Condtion type”复选框中选择“Neumann”,“g2”改为“-1000”,其余均为默认值;下端边界和右端边界:在“Condtion type”复选框中选择“Neumann”,保持默认值;左端边界:在“Condtion type”复选框中选择“Dirichlet”,保持默认值。
图11-11 边界条件设置
单击工具栏中的按钮,在弹出的对话框中完成如图11-12所示的设置。
图11-12 材料参数的设置
依次单击工具栏中的按钮一次和
按钮两次,完成求解区域的网格剖分。结果如图11-13所示。
图11-13 网格的自动划分
(2)求解和画图
单击工具栏中的按钮,开始解偏微分方程。
单击工具栏中的按钮,在弹出的对话框中,“Plot type”选择“Color”;“Colormap”选择“jet”;“Property”选择“x stress ”。单击“Plot”,则在绘图区给出如图11-14所示的x方向的应力σx。
图11-14 计算结果(σx )