×

用于伯努利-尤勒杆几何精确分析的简单有限元。 (英语) Zbl 1468.74061号

小结:这项工作为伯努利-尤勒杆的几何精确分析开发了一个简单的有限元。未考虑横向剪切变形。定义了能量共轭横截面应力和应变。假设杆为直参考配置。横截面发生刚体运动。使用罗德里格斯公式的旋转张量来描述旋转,这使得旋转变量的更新非常简单。首次建立了罗德里格斯参数与位移导数和扭转角的函数关系式。深入讨论了元素之间的一致连接,并制定了适当的方法。在通常的有限元方法中,采用了位移的三次埃尔米特插值和扭转增量角的线性拉格朗日插值,从而获得了足够的C\(_1\)连续性。一组数值基准示例说明了公式和数值实现的有用性。

MSC公司:

74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74K10型 杆(梁、柱、轴、拱、环等)

软件:

AceFEM公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Antman,SS,非线性弹性杆的Kirchhoff问题,Q Appl Math,32,3,221-240(1974)·Zbl 0302.73031号 ·doi:10.1090/qam/667026
[2] 阿格里斯,JH;Symeonidis,SP,非保守荷载-自然公式下弹性系统的非线性有限元分析。第一部分:准静态问题,应用机械工程的计算方法,58,75-123(1981)·Zbl 0463.73073号 ·doi:10.1016/0045-7825(81)90131-6
[3] 阿格里斯,JH,《大回转的偏移》,《机械工程计算方法》,32,1-3,85-155(1982)·Zbl 0505.73064号 ·doi:10.1016/0045-7825(82)90069-X
[4] Armero,F。;Valverde,J.,《薄基尔霍夫杆的不变厄米有限元》。一: 线性平面案例,计算方法应用机械工程,213-216,427-457(2012)·Zbl 1243.74176号 ·doi:10.1016/j.cma.2011.05.009
[5] AM鲍尔;Breitenberger,M。;菲利普,B。;Wüchner,R。;Bletzinger,K-U,非线性等几何空间Bernoulli梁,计算方法应用机械工程,303101-127(2016)·Zbl 1425.74450号 ·doi:10.1016/j.cma.2015.12.027
[6] Boyer,F。;Primault,D.,《有限变换中细长梁的有限元:几何精确方法》,国际J数值方法工程,59,669-702(2004)·Zbl 1274.7445号 ·doi:10.1002/nme.879
[7] Boyer,F。;De Nayer,G。;Leroyer,A。;Visonneau,M.,《几何精确基尔霍夫梁理论:在缆索动力学中的应用》,《计算非线性动力学杂志》,6,1-14(2011)
[8] Campello E(2000)《线性绩效评估》(Análise náo-linear de perfis metálicos conformedos a frio)106 f.Dissertaçáo(Mestrado)-圣保罗圣保罗大学土木工程学院(Curso de Engenharia Civil,Estruturas,Escola Politica da Universidade San Paulo)
[9] 坎佩罗,EMB;Pimenta,项目经理;Wriggers,P.,具有旋转自由度和一般超弹性的非线性动力学的精确守恒算法。第2部分:贝壳,计算力学,48,2,195-211(2011)·Zbl 1398.74311号 ·doi:10.1007/s00466-011-0584-7
[10] 坎佩罗,EMB;Lago,LB,高阶本构项对薄壁杆弹性屈曲的影响,薄壁结构,77,8-16(2014)·doi:10.1016/j.tws.2013.11.001
[11] 马萨诸塞州克里斯菲尔德;Jelenic,G.,《几何精确三维梁理论及其有限元实现中应变测量的客观性》,Proc R Soc Lond,455,1125-1147(1999)·Zbl 0926.74062号 ·doi:10.1098/rspa.1999.0352
[12] Goto,Y。;渡边,Y。;Kasugai,T。;Obata,M.,适用于可展开环的弹性屈曲现象,国际固体结构杂志,7893-909(1992)
[13] 格雷科,L。;库莫,M.,《基尔霍夫-洛夫空间杆的B样条插值》,计算方法应用机械工程,256251-269(2013)·Zbl 1352.74153号 ·doi:10.1016/j.cma.2012.11.017
[14] 格雷科,L。;Cuomo,M.,Kirchhoff空间杆的等几何隐式G1混合有限元,计算方法应用机械工程,298325-349(2016)·Zbl 1425.74259号 ·doi:10.1016/j.cma.2015.06.014
[15] Gruttmann,F。;Sauer,R。;Wagner,W.,具有任意横截面的几何非线性偏心三维梁单元,计算方法应用机械工程,160,3-4,383-400(1997)·Zbl 0951.74065号
[16] Gruttmann,F。;Sauer,R。;Wagner,W.,《具有弹塑性材料特性的三维梁的理论和数值》,《国际数值方法工程杂志》,48,12,1675-1702(2000)·Zbl 0989.74069号 ·doi:10.1002/1097-0207(20000830)48:12<1675::AID-NME957>3.0.CO;2-6
[17] Gruttmann,F。;Sauer,R。;Wagner,W.,《任意横截面棱柱梁的剪切应力》,《国际数值方法工程杂志》,45,7,865-889(1999)·Zbl 0931.74067号 ·doi:10.1002/(SICI)1097-0207(19990710)45:7<865::AID-NME609>3.0.CO;2-3
[18] Korelc,J.等人。;Wriggers,P.,《有限元方法自动化》(2016),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 1367.74001号
[19] 梅耶,C。;波普,A。;Wall,WA,几何精确弯曲Kirchhoff杆的客观三维大变形有限元公式,计算方法应用机械工程,278445-478(2014)·Zbl 1423.74501号 ·doi:10.1016/j.cma.2014.05.017
[20] 梅耶,C。;烧烤,MJ;WA墙;Popp,A.,纤维材料和结构建模的几何精确梁单元和光滑接触方案,国际固体结构杂志,154124-146(2018)·doi:10.1016/j.ijsolstr.2017.07.020
[21] 梅耶,C。;波普,A。;Wall,WA,《细长梁的几何精确有限元公式:Kirchhoff-Love理论与Simo-Reissner理论》,Arch Comput Methods Eng,26,1,163-243(2017)·doi:10.1007/s11831-017-9232-5
[22] Pimenta,项目经理;Yojo,T.,空间框架的几何精确分析,《应用力学评论》,46,11,118-128(1993)·数字对象标识代码:10.1115/1.3122626
[23] Pimenta PM(1996)《初始弯曲杆的几何精确分析》。收录:《结构工程计算技术进展》,第1卷。爱丁堡公民Comp出版社,第99-108页
[24] Pimenta,项目经理;Campello,EMB,一个包含一般横截面平面内变化和平面外翘曲的全非线性多参数杆模型,Latin Am J Solids Struct,1,119-140(2003)
[25] Pimenta,项目经理;坎佩罗,EMB;Wriggers,P.,具有旋转自由度和一般超弹性的非线性动力学的精确守恒算法。第1部分:杆,Comput Mech,42,5,715-732(2008)·Zbl 1163.74561号 ·doi:10.1007/s00466-008-0271-5
[26] Pimenta,项目经理;Campello,EMB,《壳体曲率作为初始变形:几何精确有限元方法》,《国际数值方法工程杂志》,第78期,第1094-1112页(2009年)·Zbl 1183.74306号 ·doi:10.1002/nme.2528
[27] Pimenta,项目经理;阿尔梅达·内托,西班牙;坎佩罗,EMB;De Mattos,Pimenta P。;Wriggers,P.,基尔霍夫-洛夫型完全非线性薄壳模型,薄结构的新趋势:公式化、优化和耦合问题。CISM国际机械科学中心(2010),维也纳:施普林格,维也纳·Zbl 1280.74024号
[28] Reissner,E.,《一维有限应变梁理论:平面问题》,《应用数学物理杂志》,23,5,795-804(1972)·Zbl 0248.73022号
[29] Reissner,E.,《一维大位移有限应变梁理论》,Stud Appl Math,52,2,87-95(1973)·Zbl 0267.73032号 ·doi:10.1002/sapm197352287
[30] Romero,I.,《旋转插值及其在几何精确杆有限元模型中的应用》,计算力学,34,121-133(2004)·Zbl 1138.74406号 ·doi:10.1007/s00466-004-0559-z
[31] Simo,JC,有限应变梁公式。三维动力学。第一部分,计算方法应用机械工程,49,1,55-70(1985)·Zbl 0583.73037号 ·doi:10.1016/0045-7825(85)90050-7
[32] Simo,JC;Vu-Quoc,L.,三维有限应变杆模型。第二部分:计算方面,计算方法应用机械工程,58,1,79-116(1986)·Zbl 0608.73070号 ·doi:10.1016/0045-7825(86)90079-4
[33] Simo,JC;Vu-Quoc,L.,包含剪切和扭转磨损变形的几何精确杆模型,国际固体结构杂志,27,3,371-393(1991)·Zbl 0731.73029号 ·doi:10.1016/0020-7683(91)90089-X
[34] Simo,JC;福克斯,DD;Hughes,TJR,具有独立旋转的有限弹性公式,计算方法应用机械工程,95,2,277-288(1992)·Zbl 0759.73022号 ·doi:10.1016/0045-7825(92)90144-9
[35] Simo,JC,固体力学中几何非线性模型的(对称)Hessian:内在定义和几何解释,计算方法应用机械工程,96,2,189-200(1992)·Zbl 0761.73016号 ·doi:10.1016/0045-7825(92)90131-3
[36] Smolenski,WM,杆的静态和运动精确非线性理论及其数值验证,计算方法应用机械工程,17889-113(1999)·Zbl 0972.74040号 ·doi:10.1016/S0045-7825(99)00006-7
[37] 索科洛夫,I。;Krylov,S。;Harari,I.,《具有可变形横截面的非线性梁模型的扩展》,《计算力学》,56,6,999-1021(2015)·Zbl 1336.74040号 ·doi:10.1007/s00466-015-1215-5
[38] 安杰尔卡·斯坦尼克;博什特詹·布兰克;Korelc,Joze,结构失效问题的路径跟踪方法,Comput Mech(2016)·Zbl 1398.74407号 ·doi:10.1007/s00466-016-1294-y
[39] 北爱尔兰维埃巴恩。;Pimenta,项目经理;Schroeder,J.,非线性薄壳的简单三角形有限元:静力学、动力学和各向异性,Comput Mech,59,2281-297(2016)·Zbl 1398.74416号 ·doi:10.1007/s00466-016-1343-6
[40] Timoshenko,SP,《材料强度的历史:弹性理论和结构理论的历史简介》,第1452卷(1953年),纽约:McGraw-Hill,纽约
[41] Wackerfuß,J。;Gruttmann,F.,具有任意中厚横截面的空间梁的非线性Hu-Washizu变分公式和相关有限元实现,计算方法应用机械工程,200,17-20,1671-1690(2011)·Zbl 1228.74042号 ·doi:10.1016/j.cma.2011.01.006
[42] Wackerfuss,J。;Gruttmann,F.,具有任意三维材料模型界面的混合杂交有限梁单元,计算方法应用机械工程,198,27,2053-2066(2009)·Zbl 1227.74101号 ·doi:10.1016/j.cma.2009.01.020
[43] 惠尔曼,AB;De Silva,CN,杆非线性理论的精确解,《弹性力学杂志》,4265-280(1974)·Zbl 0295.73052号 ·doi:10.1007/BF00048610
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。