×

使用缩放边界有限元法进行板弯曲分析的统一三维技术。 (英语) Zbl 1253.74039号

小结:我们提出了一种通过扩展缩放边界有限元方法来解决板弯曲问题的统一技术。该公式以三维控制方程为基础,不强制执行板理论的运动学。只有平面内尺寸离散为有限元。可以使用任何二维基于位移的单元。沿厚度方向的解用矩阵函数表示。该方法与三维理论一致,适用于厚板和薄板,且不存在数值锁定现象。此外,高阶谱元的使用使该技术能够更好地表示曲线边界,并实现高精度和快速收敛。不同厚长比的各种板结构的数值算例表明了该方法的适用性和准确性。

MSC公司:

74G60型 分叉和屈曲
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74S15型 边界元法在固体力学问题中的应用
65纳米38 偏微分方程边值问题的边界元方法
74K20型 盘子
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Levinson,《简支矩形板:精确的三维线性弹性解》,《弹性杂志》15(3),第283页–(1985)·Zbl 0568.73066号 ·doi:10.1007/BF00041426
[2] Reddy,弹性板壳理论与分析(2006)
[3] 巴蒂斯塔,角点支承均布荷载矩形板弯曲问题的新解析解,IES期刊A部分:土木与结构工程3(2)第75页–(2010)·网址:10.1080/19373261003607907
[4] Zienkiewicz,《结构和连续力学中的有限元方法:结构和连续动力学问题的数值解法》(1967年)·Zbl 0189.24902号
[5] Zienkiewicz,板壳一般分析中的简化积分技术,《国际工程数值方法杂志》3(2),第275页–(1971)·Zbl 0253.73048号 ·doi:10.1002/nme.1620030211
[6] 巴托兹,《三节点三角形板弯曲单元的研究》,《国际工程数值方法杂志》15(12),第1771页–(1980)·Zbl 0463.73071号 ·doi:10.1002/nme.1620151205
[7] Tessler,具有改进横向剪切力的三节点Mindlin板单元,《应用力学与工程中的计算机方法》50(1),第71页–(1985)·Zbl 0562.73069号 ·doi:10.1016/0045-7825(85)90114-8
[8] Bathe,基于Mindlin/Reissner板理论和混合插值的四节点板弯曲单元,《国际工程数值方法杂志》21(2)pp 367–(1985)·Zbl 0551.73072号 ·doi:10.1002/nme.1620210213
[9] 张,板壳广义杂交退化元,计算机与结构36(2)pp 279–(1990)·doi:10.1016/0045-7949(90)90127-N
[10] Zienkiewicz,Reissner-Mindlin板元的链接插值:第一部分——简单四边形,《国际工程数值方法杂志》36(18)pp 3043–(1993)·Zbl 0780.73090号 ·doi:10.1002/nme.1620361802
[11] Wanji,精化非协调四边形薄板弯曲单元,国际工程数值方法杂志40(21)pp 3919–(1997)·Zbl 0897.73073号 ·doi:10.1002/(SICI)1097-0207(19971115)40:21<3919::AID-NME243>3.0.CO;2-A型
[12] Belounar,基于板弯曲应变方法的新矩形有限元,薄壁结构43(1),第47–(2005)页·doi:10.1016/j.tws.2004.08.003
[13] Hrabok,《板弯曲有限元综述与目录》,计算机与结构19(3),第479页–(1984)·doi:10.1016/0045-7949(84)90055-5
[14] Hughes,一种简单有效的板弯曲有限元,《国际工程数值方法杂志》11(10)pp 1529–(1977)·Zbl 0363.73067号 ·doi:10.1002/nme1620111005
[15] Hughes,板有限元分析中的简化和选择性积分技术,核工程与设计46(1)pp 203–(1978)·doi:10.1016/0029-5493(78)90184-X
[16] Xu,一种简单有效的板弯曲三角形有限元,机械学报2(2)第185–(1986)页·Zbl 0605.73075号 ·doi:10.1007/BF0245858559
[17] Belytschko,一点求积四边形板元的稳定化程序,《国际工程数值方法杂志》19(3),第405页–(1983)·Zbl 0502.73058号 ·doi:10.1002/nme.1620190308
[18] Saleeb,板弯曲分析的有效四边形单元,《国际工程数值方法杂志》24(6)pp 1123–(1987)·Zbl 0613.73065号 ·doi:10.1002/nme.1620240607
[19] Zienkiewicz,三场混合近似和板弯曲问题,应用数值方法通讯3(4),第301页–(1987)·Zbl 0613.73064号 ·doi:10.1002/cnm.1630030411
[20] Lee,Mindlin理论板弯曲的混合公式有限元,《国际工程数值方法杂志》18(9)pp 1297–(1982)·Zbl 0486.73069号 ·doi:10.1002/nme.1620180903
[21] 麦克尼尔,通过假定应变分布推导单元刚度矩阵,核工程与设计70(1),第3页–(1982)·doi:10.1016/0029-5493(82)90262-X
[22] Ayad,基于Mindlin板理论的改进四节点混合单元,《国际工程数值方法杂志》55(6),第705页–(2002)·Zbl 1058.74633号 ·doi:10.1002/nme.528
[23] Simo,一类混合假设应变方法和不相容模式方法,《国际工程数值方法杂志》29(8),第1595页–(1990)·Zbl 0724.73222号 ·doi:10.1002/nme.1620290802
[24] Cen,四边形面积坐标法的应用:Mindlin-Reissner板的一种新单元,《国际工程数值方法杂志》66(1)pp 1–(2006)·兹比尔1110.74845 ·数字对象标识代码:10.1002/nme.1533
[25] Babuska,《有限元法的p版》,SIAM数值分析杂志18(3),第515页–(1981)·Zbl 0487.65059号 ·doi:10.1137/0718033
[26] Holzer,Reissner-Mindlin板问题有限元方法hp-version的实现,《国际工程数值方法杂志》30(3)pp 459–(1990)·Zbl 0729.73226号 ·doi:10.1002/nme.1620300306
[27] Akhtar,新型p型通用板有限元,《应用力学与工程中的计算机方法》85(2),第219页–(1991)·Zbl 0825.73686号 ·doi:10.1016/0045-7825(91)90134-R
[28] Bucalem,高阶MITC通用壳单元,国际工程数值方法杂志36(21)第3729页–(1993)·Zbl 0800.73466号 ·doi:10.1002/nme.1620362109
[29] Rank,关于Reissner-Mindlin板问题的p型单元的精度,《国际工程数值方法杂志》43(1),第51页–(1998)·Zbl 0937.74069号 ·doi:10.1002/(SICI)1097-0207(19980915)43:1<51::AID-NME382>3.0.CO;2-T型
[30] 色诺芬托斯,曲边Reissner-Mindlin板的p版MITC有限元方法,计算与应用数学杂志192(2),第374页–(2006)·Zbl 1089.74050号 ·doi:10.1016/j.cam.2005.05.013
[31] Tsach,薄板/壳体元件的锁定,《国际工程数值方法杂志》17(4),第633页–(1981)·Zbl 0459.73068号 ·doi:10.1002/nme.1620170410
[32] Zrahia,基于Reissner-Mindlin理论的板谱元素,国际工程数值方法杂志38(8)pp 1341–(1995)·Zbl 0821.73075号 ·doi:10.1002/nme.1620380807
[33] Liu,力学问题的平滑有限元方法,计算力学39(6)pp 859–(2006)·Zbl 1169.74047号 ·doi:10.1007/s00466-006-0075-4
[34] 崔,板壳线性和几何非线性分析的平滑有限元法(SFEM),《工程与科学中的计算机建模》28(2),第109页–(2008)·Zbl 1232.74099号
[35] Nguyen-Xuan,《板分析的平滑有限元法》,《应用力学与工程中的计算机方法》197(13-16),第1184页–(2008)·Zbl 1159.74434号 ·doi:10.1016/j.cma.2007.10.008
[36] Nguyen-Xuan,用于分析Reissner-Mindlin板的基于节点的光滑有限元方法,计算力学46(5)pp 679–(2010)·Zbl 1260.74029号 ·文件编号:10.1007/s00466-010-0509-x
[37] Bletzinger,无剪力三角形和矩形壳体有限元的统一方法,《计算机与结构》75(3),第321–(2000)页·doi:10.1016/S0045-7949(99)00140-6
[38] Soh,厚板和薄板分析的一种新的12自由度四边形单元,《欧洲机械学报》-A/Solids 20(2)pp 299-(2001)·兹比尔1047.74068 ·doi:10.1016/S0997-7538(00)01129-3
[39] Pontaza,基于最小二乘公式的混合板弯曲元件,《国际工程数值方法杂志》60(5),第891页–(2004)·Zbl 1060.74635号 ·doi:10.1002/nme.991
[40] Pitaco,基于曲率场正交多项式展开的新型板弯曲单元,《国际工程数值方法杂志》72(2),第156页–(2007)·Zbl 1194.74464号 ·doi:10.1002/nme.2006年
[41] Nguyen-Thanh,分析各向同性Mindlin-Reissner板的离散剪切间隙技术的替代α有限元法,分析和设计中的有限元47(5)pp 519–(2011)·doi:10.1016/j.finel.2011.01.004
[42] Düster,三维弯曲薄壁结构有限元法的p版,《国际工程数值方法杂志》52(7)第673–(2001)页·Zbl 1058.74079号 ·doi:10.1002/nme.222
[43] 杜斯特,pq-三维板壳的自适应实体有限元,《应用力学与工程中的计算机方法》197(1-4),第243-(2007)页·Zbl 1169.74598号 ·doi:10.1016/j.cma.2007.07.20文件
[44] Song,比例边界有限元法——弹性动力学的一致无穷小有限元单元法,《应用力学与工程中的计算机方法》147(3-4)pp 329–(1997)·Zbl 0897.73069号 ·doi:10.1016/S0045-7825(97)00021-2
[45] Mittelstedt,用边界有限元法对复合材料层压板中的应力奇异性进行渐近分析,复合材料结构71(2)pp 210–(2005)·doi:10.1016/j.compstruct.2004.10.003
[46] Mittelstedt,用边界有限元法有效计算线弹性三维应力奇异性的阶数和模式,国际固体与结构杂志43(10),第2868页–(2006)·Zbl 1120.74845号 ·doi:10.1016/j.ijsolstr.2005.05.059
[47] Chidgzey,断裂力学计算中边界元法和缩放边界有限元法的耦合,计算机与结构86(11-12),第1198页–(2008)·doi:10.1016/j.compstruc.2007.11.007
[48] Song,使用比例边界有限元法评估动态应力强度因子和T应力,《工程断裂力学》75(8)pp 1960–(2008)·doi:10.1016/j.engfracmech.2007.11.009
[49] 杨,使用基于SBFEM的频域方法计算双材料界面裂纹处的瞬态动态应力强度因子,中国科学系列G:物理、力学和天文学51 pp 519–(2008)·doi:10.1007/s11433-008-0057-y
[50] 宋,裂纹和多材料楔体广义应力强度因子的定义和评估程序,《工程断裂力学》77(12)pp 2316–(2010)·doi:10.1016/j.engfracmech.2010.04.032
[51] Wolf,《无限介质的有限元建模》(1996)
[52] Deeks,无界二维区域的半分析弹性静力分析,《国际地质力学数值和分析方法杂志》26(11),第1031页–(2002)·Zbl 1034.74011号 ·doi:10.1002/nag.232
[53] Doherty,三维有限元分析的半分析远场模型,《国际地质力学数值和分析方法杂志》28(11)pp 1121–(2004)·兹比尔1108.74383 ·doi:10.1002/nag.380
[54] Ekevid,《高速列车应用中边界条件的自适应固体波传播影响》,《应用力学与工程中的计算机方法》195(4-6),第236页–(2006)·Zbl 1193.74071号 ·doi:10.1016/j.cma.2004.12.030
[55] Bazyar,波在任意几何无界域中传播的基于连续分形的高阶透射边界,《国际工程数值方法杂志》74(2),第209-(2008)页·Zbl 1159.74417号 ·doi:10.1002/nme.2147
[56] Wang,使用高阶双渐近开放边界进行重力坝-水库相互作用的时域分析,《计算机与结构》89(7-8),第668页–(2011)·doi:10.1016/j.compstruc.2011.014
[57] 杨,使用比例边界有限元法对混合模式裂纹扩展进行全自动建模,《工程断裂力学》73 pp 1711–(2006)·doi:10.1016/j.engfracmech.2006.02.004
[58] Ooi,使用有限元尺度边界-有限元耦合方法模拟多重内聚裂纹扩展,《边界元工程分析》33(7),第915页–(2009)·Zbl 1244.74129号 ·doi:10.1016/j.enganabound.2009.01.006
[59] Ooi,使用缩放边界有限元方法有效预测确定性尺寸效应,《工程断裂力学》77(6),第985页–(2010)·doi:10.1016/j.engfracmech.2010.01.002
[60] Ooi,用于裂纹扩展建模的混合有限元尺度边界有限元法,《应用力学与工程中的计算机方法》199(17-20),第1178页–(2010)·Zbl 1227.74084号 ·doi:10.1016/j.cma.2009.12.005
[61] Dieringer R Hebel J Becker W板材弯曲问题的比例边界有限元法(论文编号:50)第19届国际力学计算机方法会议CMM-2011
[62] Deeks,弹性静力学比例边界有限元法的虚功推导,计算力学28(6),第489页–(2002)·Zbl 1076.74552号 ·doi:10.1007/s00466-002-0314-2
[63] Li,一种改进的缩放边界有限元方法,用于平行侧面问题。第一部分理论发展,应用海洋研究27(4-5),第216页–(2005)·doi:10.1016/j.apor.2005.11.008
[64] Wolf,《缩放边界有限元方法——入门:衍生、计算机与结构》78(1-3),第191–(2000)页·doi:10.1016/S0045-7949(00)00099-7
[65] Vu,高阶形状函数在比例边界有限元法中的应用,国际工程数值方法杂志65(10),pp 1714–(2006)·Zbl 1115.74053号 ·数字对象标识代码:10.1002/nme.1517
[66] 宋,外波问题无基本解边界元方法的发展,《工程中数值方法的通信》24(4),第257页–(2008)·Zbl 1152.74054号 ·doi:10.1002/cnm.964
[67] Golub,矩阵计算(1996)
[68] Katili,基于Mindlin-Reissner板理论和假设剪切应变场的新型离散Kirchhoff-Mindlin单元——第一部分:厚板弯曲分析的扩展DKT单元,《国际工程数值方法杂志》36(11)第1859页–(1993)·Zbl 0775.73263号 ·doi:10.1002/nme.162036106文件
[69] Nguyen-Xuan,用于分析Reissner-Mindlin板的基于边缘的光滑有限元法(ES-FEM),应用力学与工程计算机方法199(9-12),第471页–(2010)·Zbl 1227.74083号 ·doi:10.1016/j.cma.2009.09.001
[70] Taylor,《Reissner-Mindlin板单元的链接插值:第二部分——简单三角形》,《国际工程数值方法杂志》36(18),第3057页–(1993)·Zbl 0781.73071号 ·doi:10.1002/nme.1620361803
[71] Babuška,菱形板弯曲问题的基准计算和性能评估,国际工程数值方法杂志28(1),第155页–(1989)·Zbl 0675.73041号 ·doi:10.1002/nme.1620280112
[72] Wanji,基于Mindlin/Reissner板理论的精细四边形单元,《国际工程数值方法杂志》47(1-3)pp 605–(2000)·兹比尔0970.74072 ·doi:10.1002/(SICI)1097-0207(20000110/30)47:1/3<605::AID-NME785>3.0.CO;2-E型
[73] Morley,《斜板和结构》(1963年)
[74] Nguyen-Xuan,使用基于边缘的平滑有限元法分析功能梯度板,复合结构93(11)pp 3019–(2011)·doi:10.1016/j.com.pstruct.2011年4月28日
[75] Thai Hoang,层压复合板分析中采用离散剪切间隙技术的替代α有限元法,应用数学与计算217(17),第7324页–(2011)·Zbl 1415.74048号 ·doi:10.1016/j.amc.2011.02.024
[76] Mayland,压电多材料系统应力奇异性的缩放边界有限元分析,《应用数学与力学学报》9(1),第99–(2009)页·doi:10.1002/pamm.200910026
[77] 宋,《结构动力学中的比例边界有限元法》,《国际工程数值方法杂志》77(8),第1139页–(2009)·Zbl 1156.74387号 ·doi:10.1002/nme.2454
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。