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修剪实体的高效CAD集成等几何分析。 (英语) Zbl 1507.74540号

摘要:本出版物提供了一种稳健有效的方法,用于完全集成CAD的固体分析,旨在减少静态和瞬态问题的当前建模工作,包括隐式和显式动态模拟。生成实体结构的高质量有限元网格仍然是一个费时费力的过程。由于嵌入式方法不需要复杂的无边界网格,因此近年来它们得到了广泛应用。然而,由于存在大量集成点,尤其是在修剪元素中,大多数方法的计算成本都很高。此外,它们在显式动力学中的实际适用性往往受到限制,因为经典的连续离散化场与修剪相结合导致时间步长不可行。在下文中,我们介绍了解决这两个缺点的方法。
其基本思想是将三维对象嵌入到均匀的(C^{p-1})连续B样条长方体中,其中CAD提供的实体边界表示用作修剪曲面,以区分材料域和空域。我们的主要关注点是为修剪跨度和全节点跨度构建高效的求积规则,这将加速所需的矩阵形成,特别是大大减少显式瞬态分析的模拟时间。为了充分利用所使用的B样条基的潜力,除了最佳正交构造外,还研究了一阶和二阶简化积分方案。尽管出现了任意形状的域,但修剪的节点跨度最多只能用与全高斯求积所需的相同数量的积分点来计算,同时保持能量范数的最佳收敛。对于全结跨距,相对于全高斯求积,可以节省90%以上的求积点数量,而不会出现任何精度下降。基于日益复杂的科学基准和详细的工业实例,对提出的方法进行了严格评估,通过直接对变形的实体CAD模型执行后处理操作,完成了设计-贯穿分析工作流。

MSC公司:

74平方米 等几何方法在固体力学问题中的应用
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全文: 内政部

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