MATLAB平面弹性力学有限元分析系统

资 源 简 介

本项目采用MATLAB开发，提供二维弹性力学问题的完整有限元解决方案。支持三角形/四边形网格生成、自动刚度/质量矩阵计算及位移法求解，适用于结构力学教学与工程分析。

详 情 说 明

MATLAB平面弹性力学有限元分析系统

项目介绍

本系统基于MATLAB平台开发，专门用于二维弹性力学问题的有限元数值求解。系统实现了从网格生成到结果可视化的完整分析流程，采用等参元数值积分技术和稀疏矩阵组装算法，能够高效处理平面应力/应变问题。系统适用于材料力学、结构分析等领域的教学科研需求。

功能特性

• 完整分析流程：涵盖前处理、求解计算、后处理全流程
• 多种单元支持：三角形与四边形等参单元
• 高效数值计算：采用高斯积分计算单元矩阵，稀疏存储全局矩阵
• 丰富边界条件：支持位移约束和力载荷多种边界条件
• 专业后处理：提供应力应变计算、云图显示、变形动画等可视化功能

使用方法

输入数据准备

1. 几何数据：准备描述二维区域的顶点坐标文件（.txt或.mat格式）
2. 材料属性：定义弹性模量、泊松比、密度等参数的结构体数组
3. 边界条件：指定位移约束节点列表和力载荷节点信息的数值矩阵
4. 网格文件：提供节点坐标矩阵和单元连接矩阵的双精度数组

执行分析

运行主程序文件启动分析流程，系统将自动完成：

• 网格生成或导入
• 单元刚度矩阵和质量矩阵计算
• 整体矩阵组装
• 位移场求解
• 应力应变后处理

结果输出

数值结果：

• 节点位移向量（nx1双精度数组）
• 单元应力应变张量（单元数x6矩阵）
• 整体刚度矩阵/质量矩阵（稀疏矩阵格式）

图形结果：

• 网格变形对比图
• 应力分布云图（支持von Mises等效应力）
• 位移矢量场箭头图

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 推荐配置：4GB以上内存，支持矩阵运算的CPU
• 必要工具箱：无特殊要求（纯MATLAB代码实现）

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，包括有限元分析流程的完整控制、数据输入输出接口的管理、计算模块的协调调度以及可视化功能的统一调用。该文件实现了从网格处理到结果展示的全过程自动化处理，为用户提供一站式的平面弹性力学问题求解方案。