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基于平滑有限元的软体弹性模型。 (英语) Zbl 1426.74310号

计算机图形学中基于网格的变形模拟的主要挑战之一是处理网格畸变。在本文中,我们提出了一种在线弹性力学假设下模拟可变形实体的新的网格不敏感且更软的方法。采用基于人脸的应变平滑方法代替传统的空间自适应平滑方法来缓解网格畸变。然后,我们提出了一种将应变平滑方法和共旋方法相结合的方法。在这种方法中,瞬态位移的振幅和频率受到畸变网格的轻微影响。使用线性弹性模型在大旋转下生成真实的模拟结果,而不会给标准的协方差FEM增加显著的复杂性或计算成本。同时,软化效果是我们方法的副产品。

MSC公司:

74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74B05型 经典线性弹性
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法

软件:

CHARMS公司
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Terzopoulos,D。;普拉特,J。;Fleischert,K.,弹性变形模型,计算机制图,21,4,205-214,(1987)
[2] Fierz,B。;斯皮尔曼,J。;Hoyos,I.A。;Harders,M.,使用形状匹配在显式有限元模拟中保持大时间步长,IEEE可视化和计算机图形学报,18,5,717-728,(2012)·doi:10.1109/tvcg.2011.105
[3] 古铁雷斯,L.F。;阿吉纳加,I。;哈德斯,M。;Ramos,F.,通过网格改进加速可变形物体的模拟,计算机动画和虚拟世界,23,3-4,425-433,(2012)·doi:10.1002/cav.1462
[4] Manteaux,P.-L。;沃伊坦,C。;Narain,R。;Redon,S。;Faure,F。;Cani,M.-P.,《计算机图形中基于物理的自适应模型》,计算机图形论坛,(2016年),威利在线图书馆
[5] 宋,J.-H。;Belytschko,T.,有限元动态断裂的开裂节点法,《国际工程数值方法杂志》,77,3,360-385,(2009)·Zbl 1155.74415号 ·doi:10.1002/nme.2415
[6] 刘国荣。;Dai,K.Y。;Nguyen,T.T.,力学问题的平滑有限元方法,计算力学,39,6,859-877,(2007)·Zbl 1169.74047号 ·doi:10.1007/s00466-006-0075-4
[7] 米勒,M。;Gross,M.,交互式虚拟材料,图形界面会议录,加拿大人机通信学会
[8] Terzopoulos,D。;Witkin,A.,具有刚性和可变形组件的基于物理的模型,IEEE计算机图形和应用,8,6,41-51,(1988)·doi:10.1109/38.20317
[9] 吉布森,S.F.F。;Mirtich,B.,《计算机图形学中可变形建模的调查》(1997),Citeser
[10] Nealen,A。;米勒,M。;Keiser,R。;Boxerman,E。;Carlson,M.,《计算机图形中基于物理的可变形模型》,计算机图形论坛,25,4,809-836,(2006)·doi:10.1111/j.1467-8659.2006.01000.x
[11] 梅里卢,S。;Ghazanfarpour,D.,《计算机图形中老化和风化现象的调查》,《计算机与图形》,32,2,159-174,(2008)·doi:10.1016/j.cag.2008.01.003
[12] Frerichs,D。;维德勒,A。;Gatzidis,C.,《计算机图形中物体变形和分解的调查》,《计算机与图形》,52,18-32,(2015)·doi:10.1016/j.cag.2015.06.004
[13] 奥布莱恩,J.F。;Bargteil,A.W。;Hodgins,J.K.,韧性断裂的图形建模和动画,美国计算机学会图形汇刊,21,3,291-294,(2002)
[14] 欧文,G。;Teran,J。;Fedkiw,R.,四面体和六面体可逆有限元,图形模型,68,2,66-89,(2006)·Zbl 1125.74050号 ·doi:10.1016/j.gmod.2005.03.007
[15] 卡佩尔,S。;格林,S。;Curless,B。;杜尚,T。;Popovic,Z.,交互式骨架驱动动态变形,ACM图形汇刊(TOG),21586-593,(2002)
[16] 米勒,M。;多尔西,J。;麦克米兰,L。;Jagnow,R。;Cutler,B.,稳定实时变形,ACM SIGGRAPH/欧洲制图计算机动画研讨会论文集
[17] Etzmuß,O。;Keckeisen,M。;Straßer,W.,布料建模的快速有限元解,第11届太平洋计算机图形与应用会议论文集,IEEE·doi:10.1109/pccga.2003.1238266
[18] 帕克,E.G。;O'Brien,J.F.,游戏环境中的实时变形和断裂,ACM SIGGRAPH/欧洲制图计算机动画研讨会论文集,ACM
[19] 赵一。;美国平卡尔。;萨南,P。;Schröder,P.,《弹性变形的简单几何模型》,ACM图形汇刊,29,4,第38条,(2010)·doi:10.1145/1778765.1778775
[20] 麦克亚当斯,A。;Zhu,Y。;Selle,A。;Empey,M。;Tamstorf,R。;Teran,J。;Sifakis,E.,《接触和碰撞情况下角色蒙皮的有效弹性》,《ACM图形事务(TOG)》,第30、4章,第37条,(2011)
[21] Barbic,J.,精确线性有限元刚度矩阵,(2012),Citeser
[22] Civit-Flores,O。;Susín,A.,交互协同有限元模拟中退化元素的稳健处理,计算机图形论坛,33,6,298-309,(2014)·doi:10.1111/cgf.12351
[23] 格林斯彭,E。;Krysl,P。;Schröder,P.,《魅力:自适应仿真的简单框架》,ACM图形事务(TOG),21,3,281-290,(2002)·Zbl 1396.65043号
[24] 考夫曼,P。;马丁·S。;博茨,M。;格林斯彭,E。;Gross,M.,《贝壳详细切割的丰富纹理》,《ACM图形交易》(TOG),第28、3期,第50条,(2009年)
[25] Nesme,M。;Kry,P.G。;耶巴科娃,L。;Faure,F.,《保持嵌入式可变形模型的拓扑和弹性》,《ACM图形交易》(TOG),第28、3期,第52条,(2009年)·doi:10.145/1531326.1531358
[26] Kharevych,L。;马伦,P。;奥瓦迪,H。;Desbrun,M.,非均匀弹性材料的数值粗化,ACM图形汇刊,28,3,第51条,(2009)·数字对象标识代码:10.1145/1531326.1531357
[27] 米勒,M。;Keiser,R。;Nealen,A。;保利,M。;毛重,M。;Alexa,M.,弹性、塑料和熔化物体的基于点的动画,ACM SIGGRAPH/Eurographics计算机动画研讨会论文集
[28] Chen,J.-S。;吴昌堂。;Yoon,S。;You,Y.,Galerkin无网格方法的稳定协调节点积分,国际工程数值方法杂志,50,2,435-466,(2001)·Zbl 1011.74081号 ·doi:10.1002/1097-0207(20010120)50:2<435::aid-nme32>3.0.co;2年
[29] Liu,G.-R.,《无网格方法:超越有限元方法》,(2009),Taylor&Francis
[30] 刘国荣。;Nguyen,T.T。;Dai,K.Y。;Lam,K.Y.,平滑有限元法(SFEM)的理论方面,国际工程数值方法杂志,71,8,902-930,(2007)·Zbl 1194.74432号 ·doi:10.1002/nme.1968
[31] 刘国荣。;Nguyen-Thoi,T。;Nguyen-Xuan,H。;Lam,K.Y.,固体力学问题上限解的基于节点的光滑有限元法(NS-FEM),计算机与结构,87,1-2,14-26,(2009)·doi:10.1016/j.compstruc.2008.09.003
[32] Nguyen-Thoi,T。;Vu-Do,H.C。;Rabczuk,T。;Nguyen-Xuan,H.,一种基于节点的光滑有限元方法(NS-FEM),用于使用三角形和四面体网格进行固体粘弹塑性分析的上限解,应用力学和工程中的计算机方法,199,45–48,3005-3027,(2010)·Zbl 1231.74432号 ·doi:10.1016/j.cma.2010.06.017
[33] 刘国荣。;Nguyen-Thoi,T。;Lam,K.Y.,一种新的α有限元方法(αFEM),《应用力学与工程中的计算机方法》,197,45–48,3883-3897,(2008)·Zbl 1194.74433号 ·doi:10.1016/j.cma.2008.03.011
[34] 刘国荣。;Nguyen-Thoi,T。;Lam,K.Y.,《固体静态、自由和受迫振动分析的基于边缘的平滑有限元法(ES-FEM)》,《声音与振动杂志》,320,4-5,1100-1130,(2009)·doi:10.1016/j.jsv.2008.08.27
[35] Nguyen-Thoi,T。;刘国荣。;Vu-Do,H.C。;Nguyen-Xuan,H.,使用三角形网格对二维实体进行粘弹塑性分析的基于边缘的平滑有限元方法,计算力学,45,1,23-44,(2009)·Zbl 1398.74382号 ·doi:10.1007/s00466-009-0415-2
[36] Nguyen-Thoi,T。;刘国荣。;Lam,K.Y。;Zhang,G.Y.,使用四节点四面体单元求解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),国际工程数值方法杂志,78,3,324-353,(2009)·Zbl 1183.74299号 ·doi:10.1002/nme.2491
[37] 刘国荣。;Nguyen-Xuan,H。;Nguyen Thoi,T.,变量一致性α有限元法(VCαFEM),使用四边形单元求解固体力学问题的解边界和近似精确解,国际工程数值方法杂志,85,4,461-497,(2011)·Zbl 1217.74126号 ·doi:10.1002/nme.2977
[38] Nguyen-Xuan,H。;Liu,G.R.,用于平面应变极限分析的基于边缘的有限元方法(ES-FEM),应用力学与工程中的计算机方法,285877-905,(2015)·Zbl 1423.74169号 ·doi:10.1016/j.cma.2014.12.014
[39] 王,G。;崔晓云。;梁振明。;Li,G.Y.,用于壳体结构声学分析的耦合光滑有限元法(S-FEM),边界元工程分析,61207-217,(2015)·兹比尔1403.74325 ·doi:10.1016/j.enganabound.2015.07.017
[40] 刘国荣。;努尔巴赫什尼亚,N。;Zhang,Y.W.,用于模拟线性断裂问题裂纹尖端附近奇异应力场的新型奇异ES-FEM方法,工程断裂力学,78,6,863-876,(2011)·doi:10.1016/j.engfracmech.2009.11.004
[41] Chen,L。;刘国荣。;姜瑜。;曾,K。;Zhang,J.,各向异性介质裂纹分析的奇异边缘平滑有限元法(ES-FEM),工程断裂力学,78,1,85-109,(2011)·doi:10.1016/j.engfracmech.2010.09.018
[42] Nguyen-Xuan,H。;刘国荣。;努尔巴赫什尼亚,N。;Chen,L.,用于裂纹扩展模拟的新型奇异ES-FEM,工程断裂力学,84,41-66,(2012)·doi:10.1016/j.engfracmech.2012.01.01
[43] 周立明。;Meng,G.W。;Li,F。;Gu,S.,用于压电材料断裂的基于细胞的平滑XFEM,材料科学与工程进展,2016,(2016)·doi:10.1155/2016/4125307
[44] Nguyen-Xuan,H。;Rabczuk,T.,裂纹平面应变结构的自适应选择性ES-FEM极限分析,结构与土木工程前沿,9,4,478-490,(2015)·doi:10.1007/s11709-015-0317-7
[45] Nguyen-Xuan,H。;Wu,C.T。;Liu,G.R.,《用于塑性倒塌分析的自适应选择性es-fem》,《欧洲机械学报-A/固体》,58,278-290,(2016)·Zbl 1406.74639号
[46] Nguyen-Xuan,H。;Nguyen,S.H。;金·H·G。;Hackl,K.,《固体塑性坍塌分析的高效自适应多边形有限元法》,《应用力学与工程中的计算机方法》,3131006-1039,(2017)·Zbl 1439.74456号
[47] Nguyen-Xuan,H。;Rabczuk,T。;Nguyen-Thoi,T。;Tran,T.N。;Nguyen-Thanh,N.,使用基于节点的平滑有限元法计算极限载荷和安定载荷,国际工程数值方法杂志,90,3,287-310,(2012)·Zbl 1242.74142号 ·doi:10.1002/nme.3317
[48] Le,C.V。;Nguyen-Xuan,H。;Askes,H。;博尔达斯,S.P.A。;Rabczuk,T。;Nguyen-Vinh,H.,运动极限分析的基于单元的平滑有限元方法,国际工程数值方法杂志,83,12,1651-1674,(2010)·Zbl 1202.74177号 ·doi:10.1002/nme.2897
[49] Nguyen-Thanh,N。;Rabczuk,T。;Nguyen-Xuan,H。;Bordas,S.P.A.,《壳体分析的平滑有限元法》,《应用力学与工程中的计算机方法》,197,13–16,1184-1203,(2008)·Zbl 1159.74434号
[50] Nguyen-Xuan,H。;刘国荣。;泰王,C。;Nguyen Thoi,T.,Reissner Mindlin板分析的基于边缘的平滑有限元方法(ES-FEM),应用力学和工程中的计算机方法,199,9-12471-489,(2010)·Zbl 1227.74083号 ·doi:10.1016/j.cma.2009.09.001
[51] Nguyen-Hoang,S。;Phung-Van,P。;Natarajan,S。;Kim,H.-G.,Reissner–Mindlin扁壳的基于边缘和基于节点的光滑有限元方法的组合方案,计算机工程,32,267-284,(2016)·doi:10.1007/s00366-015-0416-z
[52] Chai,Y。;李伟(Li,W.)。;刘,G。;龚,Z。;Li,T.,超收敛α有限元方法(SαFEM),用于壳体结构的静态和自由振动分析,计算机与结构,179,27-47,(2017)·doi:10.1016/j.compstruc.2016.10.021
[53] 周立明。;Meng,G.W。;Li,F。;Wang,H.,基于细胞的光滑有限元方法——裂纹压电材料的虚拟裂纹闭合技术,工程数学问题,2015,(2015)·Zbl 1394.74162号 ·doi:10.1155/2015/371083
[54] 李,E。;他,Z.C。;Chen,L。;李,B。;Xu,X。;Liu,G.R.,压电问题的超精确混合平滑有限元方法,边界元工程分析,50,188-197,(2015)·Zbl 1403.74114号 ·doi:10.1016/j.enganabound.2014.08.005
[55] Nguyen-Xuan,H。;刘国荣。;Nguyen-Thoi,T。;Nguyen-Tran,C.,用于分析二维压电结构的基于边缘的平滑有限元方法,智能材料和结构,18,6,5022-5039,(2009)·doi:10.1088/0964-1726/18/6/065015
[56] 李,E。;他,Z.C。;Xu,X.,一种基于边缘的光滑四面体有限元方法(ES-T-FEM),用于热力问题,国际传热传质杂志,66,11,723-732,(2013)·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.07.063
[57] 薛斌。;吴,S.C。;Zhang,W.H。;Liu,G.R.,传热问题的平滑有限元法(S-FEM),国际计算方法杂志,10,1,497-510,(2013)·doi:10.1142/s021987621340001x
[58] 李,E。;张,Z。;他,Z.C。;Xu,X。;刘国荣。;Li,Q.,传热问题精确解的光滑有限元法,国际传热传质杂志,78,6,1219-1231,(2014)·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.07.078
[59] 李,E。;刘国荣。;Tan,V.,使用基于边缘的平滑有限元方法模拟热疗,数值传热;A部分:申请,57,11,822-847,(2010)·doi:10.1080/10407782.2010.489483
[60] 李,E。;他,Z.C。;Xu,X。;Liu,G.R.,声学问题的混合平滑有限元法,应用力学与工程中的计算机方法,283664-688,(2015)·Zbl 1423.74902号 ·doi:10.1016/j.cma.2014.09.021
[61] 他,Z.C。;刘国荣。;钟振华。;张国勇。;Cheng,A.G.,使用基于边缘的平滑有限元法/有限元法对三维结构声学问题进行耦合分析,分析和设计中的有限元,46,12,1114-1121,(2010)·doi:10.1016/j.finel.2010.08.003
[62] 他,Z.C。;李,G.Y。;刘国荣。;Cheng,A.G。;Li,E.,声学问题中不同质量重分布ES-FEM的数值研究,应用声学,89,222-233,(2015)·doi:10.1016/j.apacoust.2014.09.017
[63] 张志清。;刘国荣。;Khoo,B.C.,用于流体-结构相互作用问题的三维浸入平滑有限元法(3D IS-FEM),计算力学,51,2,129-150,(2013)·Zbl 1312.74049号 ·doi:10.1007/s00466-012-0710-1
[64] 张志清。;姚,J。;Liu,G.R.,流体-结构相互作用问题的浸入平滑有限元方法,国际计算方法杂志,8,4,747-757,(2011)·Zbl 1245.74012号 ·doi:10.1142/S0219876211002794
[65] 他,Z.C。;刘国荣。;钟振华。;张国勇。;Cheng,A.G.,流体-结构相互作用问题的ES-FEM/BEM耦合方法,边界元工程分析,35,1,140-147,(2011)·Zbl 1259.74030号 ·doi:10.1016/j.enganabound.2010.05.003
[66] Nguyen-Thoi,T。;Phung-Van,P。;霍胡,V。;Le-Anh,L.,《二维流固相互作用问题动态分析的基于边缘的光滑有限元法(ES-FEM)》,KSCE土木工程杂志,19,3,641-650,(2015)·doi:10.1007/s12205-015-0293-4
[67] 刘,G.-R。;Trung,N.T.,《光滑有限元方法》,1,(2010),美国佛罗里达州博卡拉顿:美国佛罗里达州波卡拉顿CRC出版社·doi:10.1201/ebk1439820278
[68] 曾伟。;Liu,G.R.,《光滑有限元方法(S-FEM):概述和最新发展》,《工程计算方法档案》(2016)·Zbl 1398.65312号 ·doi:10.1007/s11831-016-9202-3
[69] 莱昂内蒂,L。;Aristodemo,M.,平面结构问题的复合混合有限元模型,分析与设计中的有限元,94,33-46,(2015)·doi:10.1016/j.finel.2014.09.004
[70] 莱昂内蒂,L。;加尔恰,G。;Nguyen-Xuan,H.,《弹性力学、计算机和结构的基于混合边的光滑有限元法(MES-FEM)》,173123-138,(2016)·doi:10.1016/j.compstruc.2016.06.003
[71] 比洛塔,A。;加尔恰,G。;Leonetti,L.,用于三维结构问题弹塑性分析的复合混合有限元模型,分析与设计中的有限元,113,43-53,(2016)·doi:10.1016/j.finel.2016.01.002
[72] 比洛塔,A。;Turco,E.,通过有效的三维混合有限元对压敏材料进行弹塑性分析,ZAMM应用数学与力学杂志/Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik,(2016)·兹比尔07775179 ·doi:10.1002/zamm.201600051
[73] Nesme,M。;Payan,Y。;Faure,F.,《高效、物理上合理的有限元》,欧洲计算机制图协会年会论文集(Eurographics’05)
[74] 欧文,G。;Teran,J。;Fedkiw,R.,用于大变形稳健模拟的可逆有限元,欧洲制图协会计算机动画ACM SIGGRAPH/欧洲制图研讨会论文集·doi:10.1145/1028523.1028541
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