[MATLAB] Beam3D-FEA：空间梁结构有限元分析工具

资 源 简 介

本MATLAB程序实现三维空间梁单元有限元分析，支持刚度矩阵自动生成、位移内力计算、边界条件处理和结构变形可视化。适用于工程结构分析与教学演示。

详 情 说 明

Beam3D-FEA：基于MATLAB的三维空间梁单元有限元分析程序

项目介绍

Beam3D-FEA是一个基于MATLAB开发的三维空间梁结构有限元分析程序。该程序实现了完整的空间梁单元有限元分析流程，能够对复杂三维梁结构进行静力分析，包括刚度矩阵生成、位移计算、内力分析和结果可视化等功能。

功能特性

• 完整的单元模型：采用空间梁单元理论，综合考虑轴向变形、弯曲变形和扭转变形
• 高效的求解算法：基于稀疏矩阵技术实现大规模方程组的快速求解

-灵活的边界条件：支持多种约束类型的施加，包括固定支座、铰接支座等

• 丰富的载荷类型：可处理节点载荷和分布载荷
• 全面的后处理：提供位移、内力、应力应变计算及多种可视化展示

使用方法

1. 准备输入数据：

- 定义节点坐标矩阵（n×3） - 建立单元连接矩阵（m×2） - 设置材料属性（弹性模量E、剪切模量G等） - 定义截面属性（面积A、惯性矩等） - 指定边界条件和载荷信息

1. 运行分析：

- 执行主程序开始有限元分析计算 - 程序自动完成刚度矩阵组装、边界条件处理和解方程过程

1. 查看结果：

- 获取节点位移和单元内力结果 - 查看应力应变分布 - 通过可视化图形观察结构变形和内力分布

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 推荐配置：8GB以上内存，用于处理大规模矩阵运算

文件说明

主程序文件实现了完整的有限元分析流程，包括数据输入验证、全局刚度矩阵组装、边界条件处理、线性方程组求解、内力计算以及结果输出与可视化等核心功能。该文件整合了预处理、求解器和后处理模块，为用户提供一站式的结构分析解决方案。