郭玉洁;潘茂东;魏晓辉;罗，费;孙方斌;马丁·路斯 考虑几何缺陷的薄壳等几何结构隐式动力屈曲分析。 （英语） Zbl 07833583号 国际期刊数字。方法工程。 124，第5号，1055-1088（2023）. 小结：在我们之前关于修剪等几何薄壳非线性稳定性分析的工作的继续中，这一贡献是对动态屈曲分析的扩展，用于预测可靠的复杂跨越和模态跳跃行为。具体来说，使用了一种改进的广义-（α）时间积分格式，并与非线性等几何Kirchhoff-Love壳元相结合，以在引入可控高频的同时提供二阶精度耗散。此外，考虑了基于惩罚方法的基本边界条件的弱执行，特别关注施加规定位移的非均匀情况。此外，我们提出了一种最小二乘B样条曲面拟合方法和相应的误差度量，以对基于特征模式的几何缺陷和测量的几何缺陷进行建模。由此获得的不完美几何可以自然地集成到等几何非线性动态壳分析框架中。基于这种思想，可以系统地研究不同的建模方法以及适当考虑的几何缺陷对动态屈曲行为的影响。考虑了完美和几何不完美壳体模型来评估所提出方法的性能。我们比较我们的该方法在该领域已有发展，并在解决方案质量和稳健性方面取得了卓越成就。©2022 John Wiley&Sons有限公司。 MSC公司： 74Sxx型 固体力学中的数值方法和其他方法 74Kxx美元 薄体、结构 74Gxx型 固体力学中的平衡（稳态）问题 关键词：动态屈曲;几何缺陷;等几何基尔霍夫-洛夫壳;修正广义-（α）时间积分;弱边界条件 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{Y.Guo}等人，国际期刊数字。方法工程124，No.5，1055--1088（2023；Zbl 07833583） 全文： 内政部 参考文献： [1] 西米切斯G。非理想圆柱壳的屈曲和后屈曲：综述。《应用力学》1986年修订版；39(10):1517‐1524. [2] 阿博茨杰·斯塔内斯·JHJr。壳体稳定性分析的未来方向和挑战。薄壁结构。2002;40:729‐754. [3] 埃利沙科夫。不确定屈曲：过去、现在和未来。国际J固体结构。2000;37(46‐47):6869‐6889. ·Zbl 0980.74022号 [4] ArboczJ，BabcockCDJr。一般缺陷对圆柱壳屈曲的影响。应用力学杂志。1969;36(1):28‐38. ·兹标0175.22904 [5] ChryssanthopoulosMK，PoggiC。轴向压缩复合材料圆柱的概率缺陷敏感性分析。工程结构。1995;17(6):398‐406. [6] SchunkCA、SchuéllerGI。随机几何缺陷圆柱壳的屈曲分析。国际J非线性力学。2003;38:1119‐1132. ·Zbl 1348.74132号 [7] 帕帕佐普洛斯V，帕帕德拉卡基斯M。材料和厚度变化对具有随机初始缺陷的壳体屈曲载荷的影响。计算方法应用机械工程2005；194:1405‐1426. ·Zbl 1137.74359号 [8] PapadopoulosV、StefanouG、PapadrakakisM。具有随机非高斯材料和厚度特性的非理想壳体的屈曲分析。国际J固体结构。2009;46:2800‐2808. ·Zbl 1167.74427号 [9] DegenhardtR，KlingA，BethgeA，et al.未加肋CFRP圆柱壳的缺陷敏感性研究和改进击倒系数的推导。组成结构。2010;92:1939‐1946. [10] 比萨尼C。静态和动态轴向载荷下的复合圆柱壳：实验活动。航空科学计划。2015;78:107‐115. [11] 科伊特W。关于弹性平衡的稳定性。代尔夫特理工大学博士论文；1945 [12] Budiansky B，Hutchinson W。一些屈曲问题的综述。AIAA J.1966；4(9):1505‐1510. [13] 帕帕德拉卡基斯·斯特凡诺。具有随机材料和几何特性组合的壳体的随机有限元分析。计算方法应用机械工程2004；193:139‐160. ·Zbl 1075.74681号 [14] 梁K、鲁伊斯M、阿卜杜拉M。Koiter‐Netwon方法使用von Kármán运动学对缺陷敏感结构进行屈曲分析。计算方法应用机械工程2014；279:440‐468. ·兹比尔1423.74345 [15] LeonettiL、MagisanoD、LiguoriF、GarceaG。复合材料壳体屈曲和初始后屈曲分析的Koiter理论的等几何公式。计算方法应用机械工程2018；337:387‐410. ·Zbl 1440.74415号 [16] WangB，MaX，HaoP等。具有分层和几何缺陷的复合圆柱壳的改进击倒因子。2019年作曲B工程；163:314‐323. [17] HughesT、CottrellJ、BazilevsY。等几何分析：CAD、有限元、NURBS、精确几何和网格细化。计算方法应用机械工程2005；194:4135‐4195. ·Zbl 1151.74419号 [18] KiendlJ、BletzingerKU、LinhardJ、WüchnerR。基尔霍夫-洛夫元素的等几何壳体分析。计算方法应用机械工程2009；198(49‐52):3902‐3914. ·Zbl 1231.74422号 [19] BensonD、BazilevsY、HsuM、HughesT。大变形、无旋转、等几何壳体。计算机方法应用机械工程2011；200:1367‐1378. ·Zbl 1228.74077号 [20] BensonD、BazilevsY、HsuM、HughesT。等几何壳体分析：Reissner‐Mindlin壳体。计算方法应用机械工程2010；199:276‐289. ·Zbl 1227.74107号 [21] DornischW、KlinkelS、SimeonB。等几何Reissner‐Mindlin壳分析，精确计算导向向量。计算方法应用机械工程2013；253:491‐504. ·Zbl 1297.74070号 [22] EchterR、OestereB、BischoffM。等几何壳体有限元的层次族。计算方法应用机械工程2013；254:170‐180. ·Zbl 1297.74071号 [23] HosseiniS、RemmersJ、VerhooselC、BorstR。用于非线性分析的等几何类实体壳单元。国际数理方法工程杂志2013；95:238‐256. ·Zbl 1352.74362号 [24] BouclierR、ElguedjT、CombescureA。用于几何非线性分析的基于等几何无锁定NURBS的实体壳单元。国际J数字方法工程2015；101:774‐808. ·Zbl 1352.74330号 [25] OesterleB、RammE、BischoffM。剪切变形、无旋转的等几何壳体公式。计算方法应用机械工程2016；307:235‐255. ·Zbl 1436.74040号 [26] DuongTX、RoohbakhshanF、SauerRA。一种新的无旋转等几何薄壳公式和相应的面片边界连续性约束。计算方法应用机械工程2017；316:43‐83. ·Zbl 1439.74409号 [27] LeonettiL、MagisanoD、MadeoA、GarceaG、KiendlJ、RealiA。弹性壳的简化基尔霍夫-洛夫大变形模型及其有效的等几何公式。计算方法应用机械工程2019；354:369‐396. ·Zbl 1441.74115号 [28] ZouZ、ScottM、MiaoD、BischoffM、OesteleB、DornischW。基于Bézier对偶基函数的等几何Reissner‐Mindlin壳元：克服锁定并提高粗网格精度。计算方法应用机械工程2020；370(113):283. ·Zbl 1506.74195号 [29] BreitenbergerM、ApostolatosA、PhilippB、WüchnerR、BletzingerKU。计算机辅助设计分析：壳体结构的非线性等几何B‐Rep分析。计算机方法应用机械工程2015；284:401‐457. ·Zbl 1425.65030号 [30] LeiZ、GillotF、JezequelA。等几何分析中的C0/G1多块拼接方法。应用数学模型。2015;39(15):4405‐4420. doi:10.1016/j.apm.2014.12.055·Zbl 1443.74262号 [31] KiendlJ、BazilevsY、HsuMC、WüchnerR、BletzingerKU。由多个补片组成的基尔霍夫-洛夫壳体结构的等几何分析的弯曲条带法。计算方法应用机械工程2010；199(37‐40):2403‐2416. ·兹比尔1231.74482 [32] HorgerT、RealiA、WohlmuthB、WunderlichL。多块补片上的混合等几何方法及其在基尔霍夫板和特征值问题中的应用。计算方法应用机械工程2019；348:396‐408. ·Zbl 1440.74401号 [33] Kamensky D、EvansJ、HsuMC、BazilevsY。浸没式地质流体-薄结构相互作用分析中基于投影的界面拉格朗日乘子稳定性，并应用于心脏瓣膜建模。计算数学应用。2017;74(9):2068‐2088. doi:10.1016/j.camwa.2017.07.006·兹比尔1397.65274 [34] SommerwerkK、WoidtM、HauptM、HorstP。Reissner‐mindlin shell实现和节能等几何多补丁耦合：IGA shell实现与多补丁耦合。国际J数字方法工程2017；109(7):982‐1012. doi:10.1002/nme.5316 [35] GuoY、HellerJ、HughesT、RuessM、SchillingerD。基于阶跃交换格式的修剪薄壳有限变形变分一致等几何分析。计算方法应用机械工程2018；336:39‐79. ·Zbl 1440.74397号 [36] RuessM GuoY。等几何薄壳与混合壳结构耦合的Nitsche方法。计算机方法应用机械工程2015；284:881‐905. ·Zbl 1423.74573号 [37] GuoY、ZouZ、RuessM。非线性弹性框架下混合薄壳的等几何多块分析。计算方法应用机械工程2021；380(49-52):113‐771. ·Zbl 1506.74186号 [38] Nguyen‐ThanhN，ZhouK，ZhuangX，et al.使用RHT样条进行多片耦合的大变形薄壳的等几何分析。计算方法应用机械工程2017；316:1157‐1178. doi:10.1016/j.cma.2016.12002·Zbl 1439.74455号 [39] 格罗苏·哈拉里。四阶椭圆问题嵌入边界条件的统一方法。国际J数字方法工程2015；104(7):655‐675. ·Zbl 1352.65507号 [40] RuessM、SchillingerD、ÖzcanAI、RankE。非匹配和修剪多块几何体等几何分析的弱耦合。计算方法应用机械工程2014；269:46‐71. ·Zbl 1296.74013号 [41] NguyenV、KerfridenP、BrinoM、BordasS、BonisoliE。二维和三维NURBS曲面片耦合的Nitsche方法。计算力学。2014;53(6):1163‐1182. doi:10.1007/s00466‐013‐0955‐3·Zbl 1398.74379号 [42] DuX、ZhaoG、WangW。Nitsche方法对带有不一致多块补片的reissner‐mindlin板进行等几何分析。计算机辅助几何设计。2015;35‐36:121‐136. ·Zbl 1417.74020号 [43] BouclierR，PassieuxJC。基于nitsche的非侵入性耦合策略，用于全局/局部等几何结构分析。计算方法应用机械工程2018；340:253‐277. ·Zbl 1440.65185号 [44] AposolatosA、SchmidtR、WüchnerR、BletzingerKU。等几何分析中最常见的区域分解方法的Nitsche型公式和比较。国际J数字方法工程2014；97:473‐504. ·兹比尔1352.74315 [45] ShojaeeS、ValizadehN、IzadpanahE、BuiT、VuTV。使用基于NURBS的等几何有限元方法分析复合材料层合板的自由振动和屈曲。组成结构。2012;94(5):1677‐1693. [46] ThaiCH、Nguyen‐XuanH、Nguyen‐ThanhN、LeTH、Nguyen‐ThoiT、RabczukT。使用基于NURBS的等几何方法对层压复合材料Reissner‐Mindlin板进行静态、自由振动和屈曲分析。国际数字方法工程杂志2012；91(6):571‐603. ·Zbl 1253.74007号 [47] GuoY、RuessM、GürdalZ。分层复合材料屈曲分析的接触扩展等几何分层方法。组成结构。2014;116:55‐66. [48] YuT、YinS、BuiT、XiaS、TanakaS。使用一种新的简单FSDT理论和水平集方法，对具有复杂切口的复合材料层合板的屈曲和自由振动问题进行基于NURBS的等几何分析。薄壁结构。2016;101:141‐156. [49] GuoY、DoH、RuessM。薄壳的等几何稳定性分析：从简单几何到工程模型。国际J数字方法工程2019；118:433‐458. [50] 郝平、王Y、汤H、冯S、王B。基于nurbs的退化加劲杆单元，用于等几何静态和屈曲分析。计算方法应用机械工程2022；398(115):245. ·Zbl 1507.74477号 [51] OestereB、GeigerF、ForsterD、FröhlichM、BischoffM。研究NURBS的逼近能力以及精确几何在壳体等几何预屈曲分析中的意义。计算方法应用机械工程2022；397:115‐144. [52] Le‐ManhT，LeeJ。使用基于NURBS的等几何分析的叠层复合板的后屈曲。组成结构。2014;109:286‐293. [53] 罗克、刘C、田奇、胡赫。基于遗传算法的薄壳屈曲分析的一种有效模型降阶方法。计算方法应用机械工程2016；309:243‐268. ·兹比尔1439.74128 [54] BensonD、HartmannS、BazilevsY、HsuM、HughesT。混合等几何体壳。计算方法应用机械工程2013；255:133‐146. ·Zbl 1297.74114号 [55] LeitingerLF、BreitenbergerM、BauerAM、HartmannS、WüchnerR、BletzingerKU、DuddeckF、SongL。惩罚耦合修剪NURBS壳的显式动态等几何B‐Rep分析。计算方法应用机械工程2019；351:891‐927. ·Zbl 1441.74256号 [56] MagisanoD、LeonettiL、GarceaG。具有任意非线性应变测量和多体耦合的弹性结构大变形动力分析中的无条件稳定性。计算方法应用机械工程2022；393(114):776. ·Zbl 1507.74169号 [57] OccelliM、ElguedjT、BouabdallahS、MorançayL。Altair Radiouss中LR B‐样条的实现[（{\kern0em}^{tm（tm）}\]\）显式动力学等几何分析的解算器。高级工程软件。2019;131:166‐185. [58] 斯坦尼奇A、布兰克B、科尔茨J。结构失效问题的路径跟踪方法。计算力学。2016;58:281‐306. ·兹比尔1398.74407 [59] 斯坦尼奇A，布兰克B。基于塑性耗散和塑性功控制的弹塑性实体和结构的路径跟踪方法。有限元分析设计。2017;123:1‐8. [60] SheinmanI SimitsesG。壳体结构的动态屈曲：概念和应用。《宇航员学报》。1982;9(3):179‐182. [61] CombescureA公司。大型薄壳的静态和动态屈曲——设计程序、计算工具、对机理的物理理解。Nucl工程设计。1986;92:339‐354. [62] Hilburger M、WaasA、StarnesJJr。通过瞬态分析对动力学响应进行建模，并建立离散结构的屈曲后/突跳后平衡。应用力学杂志。1997;64:590‐595. ·Zbl 0899.73277号 [63] 塞加尔、扬特、卡帕尼亚。缺陷敏感壳体结构的动态屈曲。J空气压缩机。2012;24:718‐724. [64] 拉夫伦奇·M，布兰克B。用隐式动力学和数值耗散格式模拟壳体屈曲。薄壁结构。2018;132:682‐699. [65] NewmarkN。结构动力学的一种计算方法。J Eng Mech Div.1959年；85:67‐94. [66] HilberH，HughesT，TaylorR。结构动力学中时间积分算法的改进数值耗散。土方工程结构设计。1977;5:283‐292. [67] WoodW、BossakM、ZienkiewiczO。newmark方法的阿尔法修正。国际数值方法工程杂志，1980年；15:1562‐1566. ·Zbl 0441.73106号 [68] HulbertG，ChungJ。具有改进的数值耗散的结构动力学时间积分算法——广义阿尔法。应用力学杂志。1993;60:371‐375. ·Zbl 0775.73337号 [69] 罗梅罗·阿梅罗夫。非线性动力学高频耗散时间步进算法的公式。第一部分：两个模型问题和非线性弹性动力学的低阶方法。计算机方法应用机械工程2001；190:2603‐2649. ·Zbl 1008.74035号 [70] JanzA BetschP。在几何精确壳的框架内开发的用于混合有限元瞬态模拟的能量动量一致方法。国际数字方法工程杂志，2016；108:423‐455. [71] BrankB、BrisegellaL、TonelloN、DamjanićF。壳的非线性动力学：有限旋转壳模型的能量动量守恒算法的实现。国际数值方法工程杂志1998；42:409‐442. ·Zbl 0926.74071号 [72] 克里斯菲尔德·M·库尔德。非线性结构动力学中的节能和衰减算法。国际数值方法工程杂志1999；45:569‐599. ·Zbl 0946.74078号 [73] 西莫J，塔诺N。一种新的求解壳体非线性动力学的能量和动量守恒算法。国际数值方法工程杂志1994；37:2527‐2549. ·Zbl 0808.73072号 [74] SimoJ、RifaiM、FoxD。应力合成几何精确壳模型。第六部分：非线性动力学的守恒算法。国际数值方法工程杂志1992；34:117‐164. ·Zbl 0760.73045号 [75] 拉姆·库勒。非线性自适应壳动力学的广义能量动量法。计算方法应用机械工程1999；178:343‐366. ·Zbl 0968.74030号 [76] Vu‐QuocL，TanX公司。多层复合材料非线性分析的最佳实体壳。二、。动力学。计算方法应用机械工程2003；192:1017‐1059. ·Zbl 1091.74525号 [77] 佩托茨·阿梅罗夫。无摩擦动态接触/冲击问题守恒算法的制定和分析。计算方法应用机械工程1998；158:269‐300. ·Zbl 0954.74055号 [78] 罗梅罗·阿梅罗夫。非线性动力学高频耗散时间步进算法的公式。第二部分：二阶方法。计算机方法应用机械工程2001；190:6783‐6824. ·Zbl 1068.74022号 [79] GebhardtC、RomeroI、RolfesR。非线性力学系统的一种新的保守/耗散时间积分方案。计算力学。2020;65:405‐427. ·Zbl 1504.74080号 [80] 蒂勒·W·皮格尔。NURBS图书——视觉传达专著。施普林格出版社。；1997 [81] RuessM、SchillingerD、BazilevsY、VarduhnV、RankE。基于有限单元法的NURBS嵌入和修剪NURBS几何体的弱强制基本边界条件。国际数理方法工程杂志2013；95:811‐846. ·Zbl 1352.65643号 [82] 曲面三角剖分的参数化和平滑近似。计算机辅助几何设计。1997;14(3):231‐250. ·Zbl 0906.68162号 [83] 国烨。屈曲过程的完整动画；2022https://sites.google.com/site/nuaayujieguo/research/structural网站‐稳定性 [84] 小林寺、MiharaY、FujiiF。轴向压缩下弹性圆柱壳后屈曲过程的路径追踪分析。薄壁结构。2012;61:180‐187. [85] 山冈。圆柱壳的弹性稳定性。北荷兰；1984. ·Zbl 0544.73062号 [86] 蒂莫申科。弹性稳定性理论。麦格劳-希尔；1936 [87] 希比特、卡尔森、索伦森。ABAQUS/标准分析用户手册。Hibbit、Karlsson、Sorensen公司。；2007 [88] 阿布拉莫维奇·阿博茨J。代尔夫特理工大学的初始缺陷数据库，第一部分，技术报告，技术报告LR‐290，代尔夫t理工大学，1979年。 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。