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MFEA V1.0正式上架,欢迎下载使用!

1年前浏览4697

MFEA是一款中小型通用有限元分析软件,目前主要针对固体力学问题的有限元求解,后续的版本中会考虑传热学、电学等有限元问题。软件基于Matlab平台实现,界面使用Appdesigner进行设计,内核代码为各种Matlab函数文件。

MFEA目前暂由木木同学一人开发,设计初衷是为了将学习到的有限元理论,以数值的方法凝聚在一款自己设计的App中,这种行为就很酷!如果能帮助到有需要的同学那就更好了,软件可永久免费 使用。

有关MFEA的求解精度分析,主要对标Abaqus。

欢迎大家使用,并提出改进意见,木木视能力进行修正Bug。

功能概览

  1. 单元类型

    杆单元、梁单元、平面三角形单元、薄板单元、厚板单元、四面体、六面体实体单元、高阶单元等

  2. 求解领域

    静力学、动力学、材料非线性、几何非线性、接触非线性,断裂问题(XFEM)

  3. 前处理

    前处理信息由一些关键词组成的txt文本文件,需要循序MFEA的网格数据文件格式

  4. 边界条件

    • 支持力加载
    • 支持位移加载
  5. 软件自带后处理云图显示

    • 可更改线宽、云图颜色(colormap)、缩放因子,绘  图区将自动更新
    • 提取节点位移最大值,显示在云图中
  6. 数据导出格式

    • 图片png格式,默认600分辨率
    • 刚度矩阵、场输出格式默认导出为txt文件,可将场输出格式更改为vtk格式,方便在Paraview中进行后处理显示
  7. Log日志文件预览

    操作的每一步都会在软件中以文本的显示方式

  8. 丰富的超链接

    • 每个面板都有对应的在线帮助文档(该面板涉及的有限元理论)
    • 每个面板都有对应的软件保姆级使用方法
    • 每个面板都有对应的内核求解代码视频讲解(付费)

使用方法

  1. 网格数据文件与MFEA必须在同一文件夹下

  2. 数据文件选择

    点击Select File,进行选择网格数据文件

       
  3. 有限元求解

    点击Solve,进行有限元内核求解。当求解成功时,左侧绘图区会显示有限元模型,右下角会有计算过程的日志显示,计算完成后,自动生成.mat文件,自动保存刚度矩阵和场变量结果,方便在MATLAB中导入。

       
  4. 场输出

    Contour下拉框可选择显示的场变量

       
  5. 云图类型

    Map下拉框可选择colormap的类型

       
  6. 线宽选择

    Line微调器可选择线宽,绘图区将自动更新

       
  7. 标记节点位移最大值

    点击Extre,MFEA将节点位移最大值标记与云图中,当切换场变量时,标记将消失

       
  8. 缩放因子

    默认缩放因子为100,拖动Scale滑动条,进行实时缩放,范围设定:1~100

       
  9. 图片导出

    点击Plot Export,将导出左侧绘图区当前的云图,可切换场输出用于导出不同场变量云图,默认导出图片的分辨率为600,可能较高,但很清晰,所以会有点点小缓慢,路径与MFEA路径相同,导出成功后,将在右下角有相应的文本显示

       
  10. 数据导出

步骤与上一步相同,支持场变量txt文件导出、vtk文件导出、整体刚度矩阵、单元刚度矩阵txt文件导出。

  1. paraview中显示

若用户觉得以上后处理功能还不满足,那么可以借助paraview,导入vtk即可显示,如下图所示:

软件获取

exe文件打包较大,还在进一步想办法减小内存占用,下次将分享给大家。

后台回复:MFEA1.0,将自动获取相应文件,将文件拖至Matlab中,将会自动安装app。

网格数据结构

支持关键词:*Node*Element*Material*Load*Constr

Node、Element下面的数据行一看便知,Material(杆单元)下面的数据行分别对应截面面积和弹性模量,Load下的数据行:1,1,200表示1号节点的1自由度上施加200的力,MFEA单位概念与Abaqus规则一致,Constr下面的数据行:2,1,2表示2号节点的1自由度上施加2的位移。

用一个案例来解释:

*Node
1,120, 320.
2,90.,240
3,150.,240
4,60.,160
5,120,160
6,180.,160 
7,30.,80.
8,90.,80.
9,150,80.
10,210,80.
11,120.,0.
12,0,0
13,240,0
*Element
1, 1, 2
2, 1, 3
3, 2, 3
4, 2, 4
5, 2, 5
6, 3, 5
7, 3, 6
8, 4, 5
9, 5, 6
10, 4, 7
11, 4, 8
12, 5, 8
13, 5, 9
14, 6, 9
15, 6, 10
16,7,8
17,8,9
18,9,10
19,7,12
20,8,12
21,7,11
22,8,11
23,9,11
24,10,11
25,9,13
26,10,13
*Material
3.,2.1E005
*Load
1, 1,200
1,2,300
2,1,500
*Constr
2,1,1
11, 1, 0
11,2,0
12, 1, 0
12,2,0
13, 1, 0
13,2,0

内核代码

软件是永久免费 使用,但是涉及的一整套有限元求解源代码不会公开,若要领取整套源代码,可进行购买SimPc的有限元编程课,作为木木粉丝会有一定的优惠。

知识来源

  1. 同济大学,Simpc博士
  2. 哔哩哔哩,吉林大学左文杰教授
  3. 曾攀. 有限元分析基础教程[M]. 北京: 清华大学出版社, 2008.
  4. 徐荣桥. 结构分析的有限元法与 MATLAB 程序设计[M]. 人民交通出版社, 2006.
  5. Logan D L. A first course in the finite element method[M]. Thomson, 2002.




来源:易木木响叮当
Abaqus静力学断裂非线性通用MATLAB理论材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-10-23
最近编辑:1年前
易木木响叮当
硕士 有限元爱好者
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