基于MATLAB的有限元平面静力学分析系统

资 源 简 介

该MATLAB项目实现了二维平面静力学有限元分析全流程，涵盖质量矩阵与刚度矩阵生成、静力求解及结果可视化四大核心模块，支持用户快速完成结构力学仿真。

详 情 说 明

MATLAB有限元平面静力学分析系统

项目介绍

本项目实现了一套完整的二维平面静力学问题有限元分析系统。系统采用有限元数值计算方法，针对平面应力/应变问题，提供从矩阵生成、方程求解到结果可视化的全流程解决方案。适用于材料力学、结构分析等领域的教学与科研应用。

功能特性

• 完整的分析流程：涵盖质量矩阵生成、刚度矩阵计算、边界条件处理、静力学求解和后处理可视化
• 多种单元支持：支持三角形和四边形等常用平面单元类型
• 高效数值计算：采用稀疏矩阵存储技术，提升大规模问题计算效率
• 丰富的结果输出：提供位移场、应力场、应变场等关键物理量的数值和图形输出
• 专业可视化：包含网格变形动画、应力云图、位移等值线等多种可视化方式

使用方法

1. 准备输入数据：

- 节点坐标矩阵（n×2维） - 单元连接矩阵（m×k维） - 材料参数：杨氏模量、泊松比、材料密度 - 边界条件：约束信息与载荷条件 - 分析参数：单元类型选择、积分阶数设置

1. 执行分析计算：

运行主程序启动有限元分析流程

1. 查看结果：

- 控制台输出关键数值结果（最大位移、最大应力等） - 图形窗口显示各种可视化结果 - 工作空间保存完整的矩阵数据和场变量

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 推荐配置：4GB以上内存，支持OpenGL的图形显卡
• 必需工具箱：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。该文件负责协调各模块之间的数据传递，实现从输入参数读取到最终结果输出的全过程管理。具体包含单元矩阵组装、边界条件施加、平衡方程求解、应力应变计算以及结果可视化等关键功能的调度与执行。