基于MATLAB的三维结构模态分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现三维结构有限元建模与模态分析，自动完成网格划分、刚度/质量矩阵构建、特征值求解及振型可视化，适用于机械与建筑结构的动力学特性研究。

详 情 说 明

三维结构模态分析系统

项目介绍

本项目是一个基于有限元方法的三维结构模态分析系统。系统通过建立有限元模型，采用模态分析理论计算结构的固有频率与对应振型。该系统支持自动网格划分、刚度与质量矩阵生成、特征值求解及振型可视化，适用于机械、建筑等领域的结构动力学分析与评估。

功能特性

• 自动网格划分：可根据结构几何参数自动生成有限元网格
• 矩阵生成：自动计算结构刚度矩阵与质量矩阵
• 特征值求解：采用高效算法求解广义特征值问题，获得固有频率和振型
• 三维可视化：提供直观的振型动态显示功能，支持动画展示
• 参数化输入：支持灵活的结构几何、材料属性和边界条件设置

使用方法

1. 准备输入文件：定义节点坐标、单元连接关系、材料参数和约束条件
2. 运行主程序：启动模态分析计算流程
3. 查看结果：获取固有频率列表和振型数据
4. 可视化分析：观察各阶振型的动态变形动画

系统要求

• MATLAB R2018b 或更高版本
• 支持三维图形显示的计算设备
• 建议内存：8GB 或以上（适用于较大规模模型）

文件说明

主程序文件整合了模态分析的核心流程，包含从模型输入到结果输出的完整功能。具体实现了结构有限元模型的自动构建、单元刚度与质量矩阵的集成、系统总体矩阵的组装、边界条件处理、广义特征值问题的求解、固有频率提取以及振型数据的规范化和可视化输出。该文件作为系统的执行入口，协调各计算模块的协作，确保分析流程的连贯性与准确性。