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周动力伽辽金法:有限元的一种有吸引力的替代方法。 (英语) Zbl 1503.74116号

摘要:本文提出了一种适用于任意变形的无网格粒子格式,该格式具有有限元方法的精度和特性。即使在任意粒子分布的情况下也能保持精度。如果不满足评估点位置的要求,基于网格的方法大多会失败。因此,与有限元法相比,使用这种新方案不仅可以增加载荷范围,而且可以简化预处理步骤。这种新的无网格方法的关键在于满足空间离散化方案的基本要求。这种新方法是基于围动力学的对应理论。对该框架进行了一些修改,以实现一致和稳定的表述。应用周动力微分概念,还证明了对应理论的方程可以从弱形式导出。同样,证明了特殊的移动最小二乘形状函数具有Kronecker-(delta)性质。因此,可以直接应用Dirichlet边界条件。这种新的无网格方法的积极性能,特别是与有限元方法相比,在几个测试案例的计算中得到了体现。为了保证公平的比较,还使用了增强的有限元公式。测试案例包括补丁测试、特征模态分析以及大变形情况下的载荷调查。

MSC公司:

74S99型 固体力学中的数值方法和其他方法
74A70型 周边动力学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Bathe KJ(2006)有限元程序。皮尔逊,1995年·Zbl 1326.65002号
[2] Bazeley GP,Cheung YK,Irons BM,Zienkiewicz OC(1965)弯曲一致性和非一致性解决方案中的三角单元。程序中。俄亥俄州Wright Patterson空军基地空军技术学院结构力学中的Conf.矩阵方法
[3] Belytschko,T.等人。;Krongauz,Y。;Dolbow,J。;Gerlach,C.,《关于无网格粒子方法的完备性》,《国际数值方法工程杂志》,43,5,785-819(1998)·Zbl 0939.74076号
[4] Belytschko,T.等人。;郭毅。;刘,WK;Xiao,SP,《无网格粒子方法的统一稳定性分析》,《国际数值方法工程杂志》,48,9,1359-1400(2000)·Zbl 0972.74078号
[5] Bode T(2021)非线性固体力学的周动力Galerkin方法。汉诺威莱布尼茨大学康蒂努姆机械研究所论文
[6] 博德,T。;魏恩费尔斯,C。;Wriggers,P.,《周动力Petrov-Galerkin方法:对应材料周动力理论的推广》,计算方法应用机械工程,358(2020)·Zbl 1441.74016号
[7] Bode T,Weißenfels C,Wriggers P(2020)可压缩和不可压缩有限变形的混合周动力学公式。计算力学65:1365-1376·Zbl 1465.74015号
[8] 博德,T。;魏恩费尔斯,C。;Wriggers,P.,《任意粒子分布的一致周动力学公式》,计算方法应用机械工程,374(2021)·Zbl 1506.74033号
[9] Bonet,J。;Kulasegaram,SD,《光滑粒子流体动力学方法的校正和稳定及其在金属成形模拟中的应用》,国际数值方法工程杂志,47,6,1189-1214(2000)·Zbl 0964.76071号
[10] Breitzman,T。;Dayal,K.,《周动力学中的键级变形梯度和能量平均》,《机械物理固体杂志》,110,192-204(2018)
[11] 陈,JS;吴,CT;Yoon,S。;You,Y.,Galerkin无网格方法的稳定协调节点积分,国际数值方法工程杂志,50,2435-466(2001)·Zbl 1011.74081号
[12] 陈,JS;希尔曼,M。;Rüter,M.,Galerkin无网格方法的任意阶变量一致积分,Int J Numer Meth Eng,95,5387-418(2013)·Zbl 1352.65481号
[13] 陈,X。;Gunzburger,M.,《力学周动力学模型的连续和非连续有限元方法》,计算方法应用机械工程,200,9-12,1237-1250(2011)·Zbl 1225.74082号
[14] 乔杜里,SR;罗伊·P。;罗伊·D·。;Reddy,JN,《修正的周动力学对应原理:消除零能变形和其他影响》,《计算方法应用机械工程》,346,530-549(2019)·兹比尔1440.74036
[15] Ganzenmüller,GC,拉格朗日光滑粒子流体动力学的沙漏控制算法,计算方法应用机械工程,28687-106(2015)·Zbl 1423.74948号
[16] Ganzenüller,GC;Hiermaier,S。;May,M.,关于周动力学和光滑粒子流体动力学的无网格离散化的相似性,Comput Struct,150,71-78(2015)·Zbl 1342.74139号
[17] 哈特曼,P。;魏恩费尔斯,C。;Wriggers,P.,《大应变三维模拟增强周动力对应公式的应用》,虚拟设计与验证,81-104(2020),柏林:施普林格,柏林
[18] 希尔曼,M。;帕塞托,M。;Zhou,G.,广义再生核周动力学:局部和非局部无网格方法、非局部导数运算和任意阶基于状态的周动力学公式的统一,计算粒子力学,7,2,435-469(2020)
[19] 希特,CW;Nichols,BD,自由边界动力学的流体体积(VOF)方法,计算物理杂志,39,1,201-225(1981)·Zbl 0462.76020号
[20] Holzapfel,GA,非线性固体力学。《工程连续方法》(2000),奇切斯特:约翰·威利·Zbl 0980.74001号
[21] Hughes,TRJ,有限元法(1987),新泽西州恩格尔伍德悬崖:新泽西州恩格尔伍德悬崖Prentice Hall·Zbl 0634.73056号
[22] Jha,PK;Lipton,R.,基于状态的周动力断裂模型的有限元收敛,应用数学与计算通讯,2,1,93-128(2020)·Zbl 1463.74103号
[23] Korelc,J.等人。;Wriggers,P.,形状函数泰勒展开的高效三维增强应变单元,计算力学,19,2,30-40(1996)·Zbl 0888.73062号
[24] Korelc,J.等人。;Šolinc,美国。;Wriggers,P.,《有限变形的改进eas-brick单元》,《计算力学》,46,4,641-659(2010)·Zbl 1358.74059号
[25] Krongauz,Y。;Belytschko,T.,无网格方法中的一致伪导数,计算方法应用机械工程,146,3-4,371-386(1997)·Zbl 0894.73156号
[26] 兰卡斯特,P。;Salkauskas,K.,《曲线和曲面拟合》。《导言》(1986),美国:学术出版社,美国·Zbl 0649.65012号
[27] Littlewood DJ(2010)使用周动力学、有限元建模和接触模拟动态断裂。ASME 2010国际机械工程大会暨展览会(IMECE)会议记录
[28] Littlewood,DJ,Peridynamic Software Implementation路线图(2015),新墨西哥州阿尔伯克基和利弗莫尔,加利福尼亚州:SAND Report,新墨西哥省阿尔伯克基Sandia National Laboratories和利弗摩尔,加利福尼亚州
[29] 刘,WK;李,S。;Belytschko,T.,移动最小二乘再生核方法(I)方法论和收敛性,计算方法应用机械工程,143,1113-154(1997)·Zbl 0883.65088号
[30] 罗,J。;Sundararaghavan,V.,用于稳定非正常状态下基于周动力学的零能模式的应力点方法,国际J固体结构,150,197-207(2018)
[31] 马塞克,RW;Silling,SA,《通过有限元分析进行周动力分析》,有限元分析,43,15,1169-1178(2007)
[32] Madenci,E。;Dorduncu,M。;巴鲁特,A。;Phan,N.,非局部本质和自然边界条件的弱周动力形式,计算方法应用机械工程,337,598-631(2018)·Zbl 1440.74030号
[33] Osher,S。;塞提安,JA,《以曲率相关速度传播的前沿:基于哈密尔顿-雅可比公式的算法》,《计算物理杂志》,79,1,12-49(1988)·Zbl 0659.65132号
[34] 马萨诸塞州普索;陈,JS;Zywicz,E。;Elmer,W.,《无网格和有限元节点积分方法》,国际数值方法工程杂志,74,3,416-446(2008)·Zbl 1159.74456号
[35] Randles,普华永道;Libersky,LD,《光滑粒子流体动力学:一些最近的改进和应用》,《计算方法应用机械工程》,139,1-4,375-408(1996)·Zbl 0896.73075号
[36] Ren R,Wu CT,Askari E(2017)用于动态脆性破坏分析的基于键的周动力模型的三维间断伽辽金有限元方法。国际J冲击工程99:14-25
[37] 西林,S。;Littlewood,D。;Seleson,P.,周动力学介质中的可变视界,机械材料结构杂志,10,59591-612(2015)
[38] Silling,SA,《不连续性和长程力弹性理论的改革》,《机械物理固体杂志》,48,1,175-209(2000)·Zbl 0970.74030号
[39] Silling,SA,《周动力对应材料模型及其粒子离散的稳定性》,计算方法应用机械工程,32242-57(2017)·Zbl 1439.74017号
[40] 西林,南非;Askari,A.,《实用周动力学》(2014),新墨西哥州阿尔伯克基市(美国):技术报告,新墨西哥州立大学桑迪亚国家实验室(SNL-NM)
[41] 西林,南非;Lehoucq,RB,固体力学的周动力理论,高级应用力学,44,73-168(2010)
[42] 西林,南非;埃普顿,M。;O.威克纳。;徐,J。;Askari,E.,《周动力状态和本构建模》,《弹性力学杂志》,88,2,151-184(2007)·Zbl 1120.74003号
[43] 斯特朗,G。;Fix,GJ,《有限元方法分析》(1973年),新泽西州恩格尔伍德克利夫斯:普伦蒂斯·霍尔,恩格尔伍德·克利夫斯,新泽西·Zbl 0278.65116号
[44] RL泰勒;Simo,JC;齐恩基维茨,OC;Chan,ACH,The patch test-a condition for assessment FEM convergence,Int J Numer Meth Eng,22,1,39-62(1986)·Zbl 0593.73072号
[45] Tupek先生;Radovitzky,R.,《基于非线性键应变测量的周动力学扩展本构对应公式》,《机械物理固体杂志》,65,82-92(2014)·Zbl 1323.74003号
[46] Weißenfels,C.,使用发散定理直接节点施加表面荷载,分析与设计中的有限元,165,31-40(2019)
[47] Weißenfels,C.,《使用无网格方法模拟增材制造:聚焦精确解决方案的要求》(2021年),柏林:Springer Nature出版社,柏林
[48] 魏恩费尔斯,C。;Wriggers,P.,最优运输无网格近似方案的稳定算法,计算方法应用机械工程,329,421-443(2018)·Zbl 1439.65123号
[49] Wriggers,P.,非线性有限元方法(2008),柏林:Springer科学与商业媒体,柏林·Zbl 1153.74001号
[50] Wu,CT,混合局部/非局部梯度近似下基于状态的周动力学中的运动约束,计算力学,54,5,1255-1267(2014)·Zbl 1311.74019号
[51] 吴,CT;公园,CK;Chen,JS,《固体无网格分析的广义近似法》,国际数值方法工程杂志,85,6,693-722(2011)·Zbl 1217.74150号
[52] Yaghoobi,A。;Chorzepa,MG,抑制非正常基于状态的周动力学中零能模式的高阶近似,计算结构,188,63-79(2017)
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