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等几何薄壳与混合壳结构耦合的Nitsche方法。 (英语) Zbl 1423.74573号

概述:薄壳结构广泛应用于航空航天、汽车和机械工程行业。它们是等几何分析范式的理想候选者,得益于几何模型的光滑性、NURBS的高阶近似和更高的连续性。为了建模需要从多个面片装配的复杂壳结构,应在补片界面上保持弯曲刚度。我们提出了一种薄壁壳补片的变量一致弱耦合方法。该方法克服了沿着补片界面的(C^1)-连续性的需要,以确保变形配置中的相应几何连续性和穿过界面的弯矩的正确传递。重要的是,它允许基于不同数学模型的壳的混合耦合,例如Kirchhoff-Love和类固体壳模型。该方法保留了单补丁解决方案的高精度,并揭示了其在真实的多补丁NURBS建模中的潜力。我们通过各种实例说明了该方法在纯基尔霍夫-洛夫壳模型和混合壳模型中的良好性能。该方法支持局部模型细化,例如完整的三维应力状态,并进一步为属于不同层合板理论的层压复合材料的耦合打开了大门。

MSC公司:

74K25型 外壳
65D17号 计算机辅助设计(曲线和曲面建模)
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
74G15型 固体力学平衡问题解的数值逼近
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全文: 内政部

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