×

磁电弹性结构瞬态响应的基于多物理节点的平滑径向点插值方法。 (英语) Zbl 1464.78027号

摘要:提出了一种基于多物理节点的二维磁电弹性(MEE)结构瞬态响应的平滑径向点插值方法(MNS-RPIM),结合耦合MEE-Newmark方法得到了位移、电势和磁势。基于MEE材料的本构方程,引入弱(mathrm W^2)公式和G空间理论,建立了离散系统方程。本文提出的方法适用于任意边界条件,可以作为解析解的补充。对于二维结构,离散模型采用三角形单元,因为它可以针对复杂的几何形状自动生成。计算了悬臂梁、分层MEE传感器和典型MEE能量采集器的广义位移。结果表明,MNS-RPIM具有以下重要特性:(1)对网格畸变不敏感;(2) 准确收敛;(3) 体积锁定自由;(4) 在相同精度下,效率高于FEM。

MSC公司:

78平方米 光谱、配点及相关方法在光学和电磁理论问题中的应用
65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
2015年1月74日 固体力学中的电磁效应
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Boomgaard,J.V.D。;Terrell,D.R。;出生于R.A.J。;Giller,H.F.J.I.,原位生长的共晶磁电复合材料,材料科学杂志,91705-1709(1974)
[2] Wu,T.L。;Huang,J.H.,具有压电和压磁相的纤维复合材料中磁电耦合系数的闭合解,国际J固体结构,372981-3009(2000)·Zbl 0997.74019号
[3] Ke,L.L。;Wang,Y.S。;杨,J。;Kitipornchai,S.,基于非局部理论的尺寸依赖型磁电弹性纳米板的自由振动,机械学报,30516-525(2014)·Zbl 1346.74083号
[4] Scott,J.F.,《磁电应用》,《材料化学杂志》,22,4567-4574(2012)·Zbl 0753.70011号
[5] 克莱曼,W。;鲍里索夫,P。;贝丹塔,S。;Shvartsman,V.V.,《多铁和磁电材料——新发展和展望》,Ieee T Ultrason Ferr,572228-232(2010)
[6] 丁海杰。;王国强。;Chen,W.Q.,用“谐波函数”表示的压电介质平面问题的一般解,Appl Math Mech(英语版),18757-764(1997)·Zbl 0908.73068号
[7] 丁海杰。;王国强。;Chen,W.Q.,两相无限压电平面的格林函数,Proce R Soc a,4532241-2257(1997)·Zbl 1067.74523号
[8] Jiang,A.M。;Ding,H.J.,《磁电弹性梁的分析解》,《结构工程力学》,第18期,195-209页(2004年)
[9] 潘,E。;Heyliger,P.R.,简单支撑和多层磁电弹性板的自由振动,J Sound Vib,252429-442(2002)
[10] 潘,E。;Heyliger,P.R.,《圆柱形弯曲中磁电弹性层压板的精确解》,《国际固体结构杂志》,40,6859-6876(2003)·Zbl 1086.74011号
[11] Pan,E.,《简单支撑和多层磁电弹性板的精确解》,美国机械工程师协会应用机械学报,68,608-618(2001)·Zbl 1110.74612号
[12] Wang,Y。;徐,R.Q。;丁海杰。;Chen,J.Y.,简支磁电弹性圆柱板自由振动的三维精确解,国际工程科学杂志,481778-1796(2010)·Zbl 1231.74164号
[13] 易卜拉希米,F。;Barati,M.R.,《嵌入式压电-电磁驱动纳米梁屈曲分析的精确解》,《Adv Nano Res》,4,65-84(2016)
[14] 易卜拉希米,F。;Barati,M.R.,基于四变量精细板理论的嵌入弹性介质中的智能磁电弹性异质纳米板的静态稳定性分析,smart Mater Struct,25(2016)
[15] Chen,J.Y。;潘,E。;Chen,H.L.,电磁弹性多层板中的波传播,国际固体结构杂志,441073-1085(2007)·Zbl 1178.74090号
[16] Chen,J.Y。;郭建华。;Pan,E.N.,具有非局部效应的磁电弹性多层板中的波传播,J Sound Vib,400,550-563(2017)
[17] Milazzo,A。;奥兰多,C。;Alaimo,A.,磁电弹性双晶片梁受迫振动问题的分析解决方案,Smart Mater Struct,18(2009)
[18] 周Y.Y。;Zhu,J.,利用三阶剪切变形理论对多铁矩形板进行振动和弯曲分析,Compos-Struct,153712-723(2016)
[19] 易卜拉希米,F。;贾法里,A。;Barati,M.R.,弹性地基上磁电弹性非均质多孔材料板的振动分析,《薄壁结构》,119,33-46(2017)
[20] Ke,L.L。;Wang,Y.S。;杨,J。;Kitipornchai,S.,嵌入式磁电弹性圆柱形纳米壳的尺寸依赖振动,Smart Mater Struct,23(2014)
[21] 易卜拉希米,F。;Dabbagh,A.,通过非局部应变梯度理论研究智能FG磁电弹性纳米板的弯曲波传播响应,Compos Struct,162281-293(2017)
[22] Buchanan,G.R.,无限磁电弹性圆柱的自由振动,J Sound Vib,268413-426(2003)
[23] 拉格,R.G。;苏亚雷斯,C.M.M。;苏亚雷斯,C.A.M。;Reddy,J.N.,磁电弹性板的分层部分混合有限元分析,Comput Struct,821293-1301(2004)
[24] 南苏丹凤凰城。;Satsangi,S.K。;Singh,B.N.,磁电弹性板的分层建模,J Sound Vib,324798-815(2009)
[25] Alaimo,A。;Benedetti,L。;Milazzo,A.,多层磁电弹性板大挠度的有限元公式,复合结构,107,643-653(2014)
[26] Annigeri,A.R。;Ganesan,N。;Swarnamani,S.,多相和分层磁电弹性梁的自由振动行为,J Sound Vib,29944-63(2007)
[27] 达加,A。;Ganesan,N。;Shankar,K.,瞬变机械载荷下磁电弹性传感器的行为,Sens Actuator A-Phys,150,46-55(2009)
[28] Piovan,M.T。;Olmedo,J.F。;Sampaio,R.,《磁电弹性曲梁动力学:参数不确定性的量化》,《复合结构》,133621-629(2015)
[29] Rao,M.N。;施密特,R。;Schroder,K.U.,多层磁电弹性复合结构的几何非线性静态有限元模拟,复合结构,127,120-131(2015)
[30] 刘杰。;张,P.C。;林·G。;Wang,W.Y。;Lu,S.,非均匀材料磁电弹性板的高阶解,国际机械科学杂志,115,532-551(2016)
[31] 刘杰。;张,P.C。;林·G。;Wang,W.Y。;Lu,S.,利用比例边界有限元法求解磁电弹性板,Eng-Ana Bound Elem,68,103-114(2016)·Zbl 1403.74191号
[32] 崔晓云。;李,S。;冯·H。;Li,G.Y.,用于电磁板材成形过程的三棱柱体实体和壳体交互式映射元素,计算物理杂志,336192-211(2017)
[33] Gui,C.Y。;Bai,J.T。;Zuo,W.J.,用于概念设计的汽车车架简化耐撞性方法,薄壁结构,131,324-335(2018)
[34] Xu,X。;顾义堂。;Yang,X.,弹性问题的基于节点的光滑协调点插值方法(Ns-Cpim),国际计算方法杂志,8,801-812(2011)
[35] 周,L。;任,S。;刘,C。;Ma,Z.,功能梯度磁电弹性结构瞬态特性的有效非均匀单元平滑有限元模型,Compos-Struct,208298-313(2019)
[36] 周立明。;Li,M。;孟国伟。;Zhao,H.W.,磁电弹性结构瞬态响应的基于单元的有效平滑有限元模型,Intel Mat Syst Struct杂志,29,3006-3022(2018)
[37] Zuo,W.J。;Saitou,K.,《使用有序SIMP插值进行多材料拓扑优化》,《结构多盘优化》,55,477-491(2017)
[38] Liu,G.R.,广义梯度平滑技术和一类计算方法的Galerkin公式的平滑双线性形式,Int J Comput methods,5199-236(2008)·兹比尔1222.74044
[39] Bie,Y.H。;崔晓云。;Li,Z.C.,基于状态的周动力学与基于节点的平滑有限元方法的耦合方法,计算方法应用材料,331,675-700(2018)·Zbl 1439.74392号
[40] 崔晓云。;胡,X。;王,G。;Li,G.Y.,《基于非结构化网格的声-结构相互作用问题的准确高效方案》,计算方法应用材料,317122-1145(2017)·Zbl 1439.74404号
[41] 崔晓云。;胡晓波。;Zeng,Y.,基于Copula的具有相关性的纤维增强复合材料结构扰动随机方法,Comput method Appl Mater,322351-372(2017)·Zbl 1439.74403号
[42] Wu,S.C。;刘国荣。;张总。;Xu,X。;Li,Z.R.,三维传热问题的基于节点的平滑点插值方法(NS-PIM),国际热学杂志,481367-1376(2009)
[43] 唐奇。;张国勇。;刘国荣。;钟振华。;He,Z.C.,《使用无网格节点平滑点插值法(NS-PIM)进行三维自适应分析》,《工程分析约束元素》,35,1123-1135(2011)·Zbl 1259.74096号
[44] 李毅。;刘国荣。;Yue,J.H.,一种新的基于节点的平滑径向点插值方法,用于二维和三维实体力学问题,计算结构,196,157-172(2018)
[45] Wu,S.C。;刘国荣。;崔晓云。;Nguyen,T.T。;Zhang,G.Y.,一种用于快速制造系统传热分析的基于边缘的平滑点插值方法(ES-PIM),《国际热质传递杂志》,531938-1950(2010)·Zbl 1190.80038号
[46] Chen,L。;Nguyen-Xuan,H。;Nguyen-Thoi,T。;曾国勇。;Wu,S.C.,《弹性力学平滑点插值方法的评估》,《国际数值方法生物学》,261635-1655(2010)·Zbl 1323.74080号
[47] 张国勇。;Liu,G.R.,使用等参pim形状函数和压缩rpim形状函数的基于无网格单元的平滑点插值方法,Int J Comput Methods,8705-730(2011)·Zbl 1245.65014号
[48] 崔晓云。;刘国荣。;Li,G.Y.,用于固体静态和自由振动的基于细胞的平滑径向点插值方法(CS-RPIM),Eng Anal Bound Elem,34144-157(2010)·Zbl 1244.74214号
[49] 刘国荣。;姜瑜。;Chen,L。;张国勇。;Zhang,Y.W.,断裂问题的基于奇异单元的平滑径向点插值方法,计算结构,891378-1396(2011)
[50] 刘国荣。;Zhang,G.Y.,基于单元的平滑点插值方法的赋范G空间和弱弱(W-2)公式,国际J计算方法,6,147-179(2009)·Zbl 1264.74285号
[51] 刘国荣。;Zhang,G.Y.,平滑点插值方法。G空间理论和wekened弱形式(2013),世界科学·Zbl 1278.65002号
[52] Liu,G.R.,论G空间理论,国际计算方法杂志,6257-289(2009)·Zbl 1264.74266号
[53] Nguyen-Van,H。;Mai-Duy,N。;Tran-Cong,T.,用于二维智能结构分析的平滑四节点压电元件,CMES-Comp模型工程,23,209-222(2008)·Zbl 1232.74108号
[54] 拉蒂菲,M。;Kharazi,M。;Ovesy,H.R.,《对称叠层组合梁在平面内和横向组合荷载下的非线性动力响应》,《薄壁结构》,104,62-70(2016)
[55] Nguyen-Thoi,T。;刘国荣。;Lam,K.Y。;Zhang,G.Y.,使用四节点四面体单元解决三维线性和几何非线性固体力学问题的基于面的平滑有限元法(FS-FEM),国际J数值方法工程,78,324-353(2009)·Zbl 1183.74299号
[56] 曾伟。;Liu,G.R.,平滑有限元方法(S-FEM):概述和最新发展,Arch。计算。方法工程,25,397-435(2018)·Zbl 1398.65312号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且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。