MATLAB非线性有限元分析计算工具发布

资 源 简 介

本项目开发了基于MATLAB的非线性有限元分析工具集，支持几何非线性、材料非线性及边界非线性问题求解。可处理大变形、弹塑性材料和接触问题，集成预处理、求解与后处理功能，适用于复杂工程仿真场景。

详 情 说 明

非线性有限元分析计算工具

项目介绍

本项目是一个专门针对非线性问题的有限元计算工具集。它致力于解决工程与科学计算中常见的几何非线性、材料非线性及边界非线性问题，例如大变形、弹塑性材料行为以及接触问题等。该工具提供了从预处理、求解到后处理的完整分析流程，支持二维与三维模型，内置多种单元类型与材料模型，并配备了先进的求解算法与控制策略，适用于复杂的非线性力学分析场景。

功能特性

• 全面的非线性支持：涵盖几何非线性（大变形）、材料非线性（如弹塑性）和边界非线性（如接触）问题的求解。
• 丰富的单元与材料库：提供多种二维/三维单元类型（如平面单元、实体单元）和材料模型（线弹性、理想塑性、硬化塑性等）。
• 先进的求解算法：核心求解器采用牛顿-拉夫森迭代法，结合增量载荷步控制以提升收敛性，并集成弧长法用于跟踪复杂的载荷-位移路径。
• 稳健的收敛控制：具备自适应网格划分能力与基于残差范数的收敛性判断机制，确保计算精度与稳定性。
• 完整的结果输出：可输出详细的位移场、应力应变场、收敛历史数据，并支持结果可视化（如变形图、云图、曲线）。

使用方法

1. 准备输入文件：

* 几何模型：提供STL格式文件，或直接定义节点坐标矩阵和单元连接矩阵。 * 材料参数：定义材料的属性矩阵，例如弹性模量、泊松比、屈服应力、硬化参数等。 * 边界条件：设置位移约束向量和载荷分布矩阵（节点力、面力或体力）。 * 分析参数：配置求解控制参数，如收敛容差、最大迭代次数、载荷步长等。

1. 运行分析：执行主程序以启动有限元计算流程。

1. 查看结果：分析完成后，程序将生成包含位移、应力应变等数据的文件。可利用后处理功能或第三方工具进行可视化，查看变形网格、应力云图及载荷-位移曲线。

系统要求

• 操作系统：Windows, Linux, macOS。
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本。
• 硬件建议：建议配备足够的内存（RAM）以处理大规模网格模型。

文件说明

程序的主入口文件整合并驱动了整个非线性有限元分析的核心流程。其主要功能包括：读取用户定义的几何、材料、边界条件及分析参数；根据输入信息组装总体刚度矩阵与载荷向量；调用非线性求解器（牛顿-拉夫森法、弧长法等）进行增量迭代求解，并控制收敛过程；计算并输出最终的位移场、应力场以及求解过程中的收敛历史信息。