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用有限元法的\(p)-和B样条形式进行小变形和大变形分析。 (英语) Zbl 1398.74401号

摘要:有限单元法(FCM)是一种嵌入域方法,它将虚拟域方法与高阶有限元、自适应积分和不合适的Dirichlet边界条件的弱施加相结合。对于光滑问题,FCM已被证明在能量范数下达到指数收敛速度,而其结构化单元网格保证了简单的网格生成,与涉及的几何复杂性无关。本贡献首先将FCM概念从一个特殊的高阶基础中分离出来。线性弹性和具有非均匀材料的复杂股骨近端骨的几个基准表明,对于小变形分析,FCM与有限元方法的(p)版本的基函数或高阶B样条同样适用。转向大变形分析,说明了一个简单的几何非线性FCM公式导致变形映射在虚拟域中失去唯一性。因此,引入了一种基于重复变形重置的修正FCM公式,该公式假定虚拟域在每次牛顿迭代后为无变形参考配置。数值实验表明,这种干预允许进行稳定的非线性FCM分析,保留了线弹性FCM的全部优点,特别是指数收敛速度。最后,讨论了罚函数法对不合适的Dirichlet边界条件的弱施加、FCM在严重网格畸变下的鲁棒性以及复杂体素基金属泡沫的大变形分析。

MSC公司:

74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
74S30型 固体力学中的其他数值方法(MSC2010)
76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
74B20型 非线性弹性
42立方厘米 涉及小波和其他特殊系统的非三角调和分析
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全文: 内政部

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