Interface-Routinen zum FEM-Baukasten Femset aus Matlab

Interface-Routinen für 32- bzw. 64-Bit-Version

Der Finite-Elemente-"Baukasten" Femset stellt die typischen Routinen des Finite-Elemente-Algorithmus zur Verfügung. Mit den nachfolgend aufgeführten Interface-Routinen ist es möglich, typische FEM-Aufgaben aus Matlab heraus erledigen zu lassen. Die als so genannte Mex-Files geschriebenen Routinen können aus Matlab wie "normale Matlab-Funktionen" aufgerufen werden. Sie müssen in einem Matlab-Pfad in der passenden Version verfügbar sein (als dll für die 32-Bit-Version bzw. als mexw64-Datei für die 64-Bit-Version). Hier findet man ein Beispiel für den Aufruf von Femset-Routinen aus Matlab.

Matlab-Femset-Interface-Bibliothek

Die Matlab-Femset-Interface-Bibliothek enthält gegenwärtig folgende Dateien:

Mex-File Beschreibung Dokumentation Beispiele

femalg_m.dll

femalg_m.mexw64

 ... realisiert den kompletten FEM-Algorithmus für elastostatische Probleme auf der Basis des verfügbaren Elementkatalogs (Aufbau der Systemsteifigkeitsbeziehung, Einbau der geometrischen Randbedingungen, Lösung des linearen Gleichungssystems). Als Eingabe werden die Arrays des Berechnungsmodells erwartet, abgeliefert werden die Verformungen. Elastostatisches FEM-Problem Ebenes Fachwerk
Ebenes Fachwerk mit Postprocessing

femeig_m.dll

femeig_m.mexw64

 ... realisiert den kompletten FEM-Algorithmus für die Eigenschwingungsberechnung auf der Basis des verfügbaren Elementkatalogs (Aufbau der Systemsteifigkeitsbeziehung, Aufbau der Systemmassenmatrix, Einbau der geometrischen Randbedingungen, Lösung des allgemeinen Matrizeneigenwertproblems). Als Eingabe werden die Arrays des Berechnungsmodells erwartet und die Anzahl der zu berechnenden kleinsten Eigenkreisfrequenzen, abgeliefert werden die gewünschten Eigenkreisfrquenzen und die zugehörigen Eigenschwingungsformen. Berechnung von Eigenschwingungen Eigenschwingungen eines geraden Biegeträgers

elemat_m.dll

elemat_m.mexw64

 Es wird eine durch Knotenkoordinaten und Elementparameter beschriebene Elementbeziehung oder eine spezielle Elementbeziehung eines FEM-Modells abgeliefert. Für Elemente, die fuer elastostatische Berechnungen vorgesehen sind, werden Elementsteifigkeitsmatrix und Elementbelastungsvektor abgeliefert, fuer Elemente fuer die Eigenschwingungsberechnung sind es die Elementsteifigkeitsmatrix und die Elementmassenmatrix. Berechnung einer speziellen Elementbeziehung Berechnung der Elementsteifigkeitsmatrix eines 2D-Fachwerkstabs, Postprocessing der Berechnung ebener Fachwerke und Beispiel: Aufruf von elemat_m aus dem Command Window

system_m.dll

system_m.mexw64

 Es wird eine durch die Matrizen eines kompletten Femset-Berechnungsmodells beschriebene System-Steifigkeitsbeziehung für ein elastostatisches Problem abgeliefert. Die geometrischen Randbedingungen sind allerdings noch nicht eingearbeitet, so dass die abgelieferte System-Steifigkeitsmatrix singulär ist (hier findet man die Interface-Routine für die Systemsteifigkeitsbeziehung nach Einarbeitung der geometrischen Randbedingungen). Berechnung einer speziellen System-Steifigkeitsbeziehung ohne Berücksichtigung der geometrischen Randbedingungen Für ein spezielles Rahmentragwerk werden die Element-Steifigkeitsmatrizen und die System-Steifigkeitsmatrix mit Matlab-Femset berechnet.

syswbc_m.dll

syswbc_m.mexw64

 Es wird eine durch die Matrizen eines kompletten Femset-Berechnungsmodells beschriebene System-Steifigkeitsbeziehung für ein elastostatisches Problem abgeliefert, in die auch die geometrischen Randbedingungen eingearbeitet sind, so dass das damit definierte lineare Gleichungssystem gelöst werden könnte. Berechnung einer speziellen System-Steifigkeitsbeziehung mit Berücksichtigung der geometrischen Randbedingungen Für ein spezielles Rahmentragwerk werden die Element-Steifigkeitsmatrizen und die System-Steifigkeitsmatrix mit Matlab-Femset berechnet.