×

RI-IGABEM用于三维粘弹性体力问题。 (英语) Zbl 1507.74098号

摘要:本文提出了一种新的径向积分IGABEM(RI-IGABEM)来求解三维粘弹性体力问题。提出了粘弹性问题边界积分方程的推导方法。为了降低计算成本,将随时间变化的剪切模量表示为Prony级数,并使用遗传积分计算记忆应力。由于弹性静力学的基本解用于推导边界积分方程,从而导致了区域积分的存在。为了确保该算法只需要离散边界,我们使用径向积分法(RIM)通过应用点将与内力和记忆应力有关的区域积分转换为等效边界积分。此外,通过控制点和配置点之间的简单变换,采用刚体位移技术求解边界积分方程的强奇异积分,并使用幂级数展开法求解RI-IGABEM中的弱奇异积分。此外,提出了粘弹性力学的三维表面牵引恢复法(TRM)来求解边界点的应变和应力,并给出了正则化的应变和应力积分方程来求解内部点的应变和应力。通过一些三维算例,证明了本文方法对具有体力的粘弹性问题的有效性。

MSC公司:

74D05型 记忆材料的线性本构方程
74S15型 边界元法在固体力学问题中的应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Srinata,H.R。;Lewis,R.W.,平面问题热粘弹性分析的有限元方法,计算。方法应用。机械。工程,25,21-33(1981)·Zbl 0442.73074号
[2] 巴文,R.C。;奥利维拉,B.F。;马豪斯,S。;Creus,G.J.,复合材料各向异性粘弹性损伤模型,Compos。结构。,92, 1223-1228 (2010)
[3] 梅斯基塔,A.D。;Coda,H.B.,粘弹性分析的边界元方法:第一部分,单元,应用。数学。型号。,31, 1149-1170 (2007) ·Zbl 1141.74043号
[4] 梅斯基塔,A.D。;Coda,H.B.,粘弹性分析的边界元方法:第二部分,无单元,应用。数学。型号。,31, 1171-1185 (2007) ·Zbl 1141.74044号
[5] Shen,R.L。;Waisman,H。;Guo,L.C.,用改进的相场法模拟粘弹性固体的断裂,计算。方法应用。机械。工程师,346862-890(2019)·Zbl 1440.74365号
[6] S.P.C.Marques、G.J.Creus,《计算粘弹性》,伦敦,2012年。
[7] Sun,D.Y。;戴·R。;刘晓云。;詹Y.S。;Dong,C.Y.,RI-IGABEM,二维粘弹性问题及其在固体推进剂药柱中的应用,计算。方法应用。机械。工程,378,第113737条pp.(2021)·Zbl 1506.74469号
[8] 内托,C.G.R。;圣地亚哥,J.A.F。;Telles,J.C.F。;Costa,E.G.A.,《准静态粘弹性问题建模的精确Galerkin-BEM方法》,《工程分析》。已绑定。元素。,13094-108(2021)·Zbl 1521.74349号
[9] Gual,L。;Schanz,M.,《计算无界区域粘弹性固体瞬态响应的三种边界元方法的比较研究》,计算。方法应用。机械。工程,179111-123(1999)·Zbl 0974.74074号
[10] Neto,A.R。;Leonel,E.D.,三维加固结构力学建模的非线性IGABEM公式,应用。数学。型号。,102, 62-100 (2022) ·Zbl 1525.74200号
[11] Nguyen,V.P。;博尔达斯,S.P.A。;Rabczuk,T.,《等几何分析:概述和计算机实现方面》,数学。计算。模拟,11789-116(2015)·Zbl 07313396号
[12] 休斯·T·J·R。;Cottrell,J.A。;Bazilevs,Y.,等几何分析:CAD,有限元,NURBS,精确几何和网格细化,计算。方法应用。机械。工程,194,4135-4195(2005)·Zbl 1151.74419号
[13] 法尔科,C.D。;Reali,A。;Vazquez,R.,GeoPDEs:一种用于DE等几何分析的研究工具,高级工程软件。,42, 1020-1034 (2011) ·Zbl 1246.35010号
[14] Nguyen,V.P。;Anitescu,C。;博尔达斯,S.P.A。;Rabczuk,T.,《等几何分析:概述和计算机实现方面》,数学。计算。模拟,11789-116(2015)·Zbl 07313396号
[15] Gómez,H。;卡洛,V.M。;Bazilevs,Y。;Hughes,T.J.R.,《Cahn-Hilliard相场模型的等几何分析》,计算。方法应用。机械。工程师,1974333-4352(2008)·Zbl 1194.74524号
[16] Cottrell,J.A。;休斯·T·J·R。;Bazilevs,Y.,《等几何分析:走向CAD和FEA的集成》(2009),John Wiley&Sons,Ltd·Zbl 1378.65009号
[17] 施密特,R。;Kiendl,J。;Bletzinger,K.U。;Wuchner,R.,《集成结构设计过程的实现:适用于分析的几何建模和等几何分析》,计算。视觉。科学。,13, 315-330 (2010) ·Zbl 1216.65019号
[18] 辛普森,R.N。;博尔达斯,S.P.A。;Trevelyan,J。;Rabczuk,T.,弹性静力分析的二维等几何边界元法,计算。方法应用。机械。工程,20987-100(2012)·Zbl 1243.74193号
[19] 辛普森,R.N。;博尔达斯,S.P.A。;Lian,H.J。;Trevelyan,J.,弹性静力分析的等几何边界元法:2D实现方面,计算。结构。,118, 2-12 (2013)
[20] 辛普森,R.N。;刘,Z。;R.巴斯克斯。;Evans,J.A.,《电磁散射的等几何边界元法与兼容的B样条离散化》,J.Compute。物理。,362, 264-289 (2018) ·Zbl 1390.78030号
[21] 徐,C。;戴·R。;Dong,C.Y。;Yang,H.S.,RI-IGABEM基于二维和三维弹性动力学问题中的广义-(α)方法,计算。方法应用。机械。工程,383,第113890条pp.(2021)·兹比尔1506.74471
[22] Chen,L.L。;Lian,H.J。;刘,Z。;Chen,H.B。;阿特罗申科,E。;Bordas,S.P.A.,用等几何边界元法优化三维声学问题的结构形状,计算。方法应用。机械。工程,355926-951(2019)·Zbl 1441.74290号
[23] Lian,H.J。;科尔弗里登,P。;Bordas,S.P.A.,《基于梯度的二维线性弹性形状优化正则化等几何边界元方法的实现》,国际。J.数字。方法工程,106,972-1017(2016)·Zbl 1352.74467号
[24] 草间弥生,T。;Mitsui,Y.,应用于线性粘弹性分析的边界元方法,Appl。数学。型号。,6, 285-290 (1982) ·Zbl 0488.73093号
[25] Lian,H.J.,直接从CAD进行形状优化:等几何边界元方法,应用。热量。工程师,75,93-102(2015)
[26] 高X.W。;Davies,T.G.,《力学中的边界元编程》(2002),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社·Zbl 1007.74001号
[27] 崔,M。;Xu,B.B。;冯维珍。;张永伟。;高X.W。;Peng,H.F.,求解热源和变导热系数瞬态热传导问题的径向积分边界元方法,Numer。传热,73,1(2018)
[28] 冯伟珍。;Yang,K。;崔,M。;Gao,X.W.,求解三维瞬态热传导问题的解析积分径向积分边界元法,国际委员会。热质传递,79,21-30(2016)
[29] 帕特里奇,P.W。;Brebbia,C.A。;Wrobel,L.C.,《双重互易边界元法》(1992),计算力学出版物:计算力学出版物,南安普敦·Zbl 0758.65071号
[30] 公元前Neves。;Brebbia,C.A.,弹性力学中的多重互易边界元法:将区域积分转换为边界的新方法,国际。J.数字。方法工程,31709-727(1991)·兹比尔0825.73800
[31] Yu,B。;曹国勇。;霍华德。;Atroschenko,E.,求解热源瞬态热传导问题的等几何双互易边界元法,J.Compute。申请。数学。,385,第113197条pp.(2021)·Zbl 1466.65110号
[32] Yu,B。;曹国勇。;孟,Z。;龚永平。;Dong,C.Y.,FGM中基于IG-DRBEM的三维瞬态热传导问题,计算。方法应用。机械。工程,384,第113958条pp.(2021)·Zbl 1506.74474号
[33] Gao,X.W.,《二维和三维弹塑性问题的无内部单元边界元法》,Trans。美国机械工程师协会,J.应用。机械。,69, 154-160 (2002) ·Zbl 1110.74446号
[34] Gao,X.W.,用径向积分法计算仅边界离散化的区域积分,工程分析。已绑定。元素。,26, 905-916 (2002) ·Zbl 1130.74461号
[35] 冯伟珍。;Li,H.Y。;Gao,L.F。;钱,W。;Yang,K.,多介质传热分析的超奇异通量界面积分方程,国际传热杂志,138852-865(2019)
[36] 高X.W。;张成泽。;斯莱德克,J。;Sladek,V.,通过边界元法对功能梯度材料进行断裂分析,Compos。科学。技术。,68, 1209-1215 (2008)
[37] Gao,X.W.,有无内部单元热弹性的边界元分析,国际。J.数字。方法工程,57,975-990(2010)·Zbl 1062.74636号
[38] Yu,B。;徐,C。;姚,W.A。;Meng,Z.,基于无迭代精确积分边界元法的炉膛内壁边界条件估计,国际传热杂志,122,823-845(2018)
[39] 徐,C。;Dong,C.Y.,RI-IGABEM在非均匀热传导问题中的应用,《工程分析》。已绑定。元素。,124, 21-236 (2021) ·Zbl 1464.80036号
[40] 徐,C。;Dong,C.Y。;Dai,R.,RI-IGABEM基于PIM的FGM瞬态热传导问题,计算。方法应用。机械。工程,374,第113601条pp.(2020)·兹比尔1506.74472
[41] Gao,X.W.,通用二维和三维高阶奇异边界积分数值计算的有效方法,计算。方法应用。机械。工程,199,45,2856-2864(2010)·Zbl 1231.65236号
[42] Brebbia,C.A。;Telles,J.C.F。;Wrobel,L.C.,《边界元技术:工程理论与应用》(1984),施普林格出版社:纽约施普林格·Zbl 0556.73086号
[43] 松本,T。;田中,M。;Hirata,H.,使用位移梯度的正则边界积分方程计算边界应力,国际。J.数字。方法工程,36,783-797(1993)·Zbl 0825.73909号
[44] Banerjee,P.K。;Raveendra,S.T.,弹塑性二维和三维问题的高级边界元分析,国际。J.数字。方法工程,23,985-1002(1986)·Zbl 0592.73040号
[45] 刘杰。;Peng,H.F。;高X.W。;Cui,M.,FGM热弹性问题边界应力评估的牵引恢复方法,工程分析。已绑定。元素。,61, 226-231 (2015) ·Zbl 1403.74190号
[46] Muki,R。;Sternberg,E.,《关于具有温度依赖特性的粘弹性材料中的瞬态热应力》,J.Appl。机械。,28, 193-207 (1961) ·Zbl 0111.36303号
[47] Morland,L.W。;Lee,E.H.,具有温度变化的线性粘弹性材料的应力分析,J.Rheol。,4, 233-263 (1960)
[48] Chazal,C。;Pitti,R.M.,《使用有限元方法对含时材料进行积分的方法》,J.Theoret。申请。机械。,4, 1029-1048 (2011)
[49] 帕克,西南部。;Schapery,R.A.,线性粘弹性材料函数之间的相互转换方法。第一部分——基于Prony级数的数值方法,《国际固体结构杂志》。,36, 1653-1675 (1999) ·Zbl 0942.74012号
[50] 帕克,西南部。;Schapery,R.A.,线性粘弹性材料函数之间的相互转换方法。第二部分——近似分析方法,国际固体结构杂志。,361677-1699(1999年)·Zbl 0946.74012号
[51] 黄启智。;陈,J。;Qiang,H.F。;王晓瑞。;Yue,C.G。;Li,A.H.,固体推进剂药柱夹杂物局部应力场分析的边界元法,J.Soild Rocket Technol。,42, 275-307 (2019)
[52] 梅斯基塔,A.D。;Coda,H.B.,处理二维粘弹性耦合问题的新方法,计算。方法应用。机械。工程,1921911-1927(2003)·Zbl 1140.74564号
[53] 啤酒,G。;Smith,L.公司。;Duenser,C.,《工程师和科学家编程的边界元方法》(2008),Springer:Springer New York·Zbl 1155.74001号
[54] 啤酒,G。;Marussing,B。;Duenser,C.,等几何边界元法(2020),施普林格:奥地利施普林格·Zbl 1422.65001号
[55] 戴·R。;Dong,C.Y。;徐,C。;Sun,D.Y.,《二维和三维液态包裹体的IGABEM》,《工程分析》。已绑定。元素。,132, 33-49 (2021) ·Zbl 1521.74308号
[56] Thamburaja,P。;Sarah,K。;斯里尼瓦萨,A。;Reddy,J.N.,《粘弹性材料的断裂:基于非局部和速率形式的有限变形本构理论的FEM实现》,计算。方法应用。机械。工程,354871-903(2019)·Zbl 1441.74026号
[57] Xu,K.L。;塔塔科夫斯基,A.M。;Burghardt,J。;Darve,E.,使用深度神经网络从间接数据学习粘弹性模型,计算。方法应用。机械。工程,387,第114124条pp.(2021)·Zbl 1507.74099号
[58] Greengard,L。;Rokhlin,V.,《粒子模拟的快速算法》,J.Compute。物理。,73, 325-348 (1987) ·兹比尔062965005
[59] Bebendorf,M.,边界元矩阵近似,数值。数学。,86, 565-589 (2000) ·Zbl 0966.65094号
[60] 阿特罗申科,E。;徐,G。;托马尔,S。;Bordas,S.P.A.,《弱化等几何分析中几何与模拟之间的紧密耦合:从亚几何和超几何分析到几何无关场近似》,国际。J.数字。方法工程,1141131-1159(2018)
[61] Sirtori,S。;Maier,G。;诺瓦蒂,G。;Miccoli,S.,《弹性力学中的Galerkin对称边界元法:制定和实施》,国际。J.数字。方法工程,35,255-282(2010)·Zbl 0768.73089号
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。