Matlab实现的超参数壳体有限元分析及与ANSYS对比

"这篇论文是关于使用Matlab进行壳体有限元分析的研究，主要探讨了超参数壳元的理论，并通过编程实现了一套基于Matlab的有限元程序。论文通过对比分析简支矩形板的静力分析结果，以及圆柱壳的静力、模态和谐响应分析，验证了Matlab程序的计算结果与ANSYS软件的吻合性，证明了这种方法的有效性和可行性。该研究受到中央高校基本科研业务费专项资金和西南交通大学基础科学研究基金的资助。" 在壳体结构分析中，超参数壳元是一种高效的数值计算方法，它能够更准确地模拟壳体结构的复杂行为。超参数壳元的基本理论涉及到壳的几何形状、材料属性、边界条件和载荷情况等多方面因素的综合考虑。通过超参数化，可以将壳体的几何非线性和材料非线性等因素纳入到单元的参数中，从而提高有限元分析的精度。 Matlab作为一种强大的数学和工程计算软件，被广泛应用于科学计算和工程领域，包括有限元分析。在这篇论文中，作者利用Matlab的编程环境，编写了一个针对超参数壳元的有限元程序。这个程序能够处理壳体结构的静态分析，例如简支矩形板的受力分析。通过将计算结果与解析解和ANSYS软件的计算结果进行比较，可以评估Matlab程序的准确性和可靠性。 在实际应用中，对于简支矩形板的静力分析，作者比较了超参数壳元的计算值与解析解的差异，这有助于理解程序在处理简单问题时的表现。同时，通过与ANSYS这一商业化有限元软件的结果对比，进一步验证了Matlab程序的适用性。 此外，论文还涵盖了对圆柱壳的分析，包括静力分析、模态分析和谐响应分析。这些分析对于理解壳体结构在动态载荷下的响应至关重要。模态分析揭示了结构的自然频率和振型，而谐响应分析则研究了周期性激励下结构的动态响应。通过比较ANSYS和Matlab的计算结果，作者证实了Matlab程序在处理这些复杂问题时也能得到一致且可靠的结果。 这篇论文不仅提供了基于Matlab的超参数壳元有限元分析程序，还通过实例验证了其与商业软件ANSYS相当的计算性能，为使用Matlab进行壳体结构分析提供了一种可行的方法。这对于学术研究和工程实践都具有重要的参考价值。