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数值流形方法无自锁和沙漏问题的一种单点积分策略

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Acta Mechanica Sinica 2023年第9期39卷 100-113页

作者：张宁郑宏杨亮王熠琛武文安 School of Civil Engineering Qinghai University Qinghai 810016China Key Laboratory of Urban Security and Disasier Engineering Ministry of EducationBeijing University of TechnologyBeijing100124China Agiletech Engineering Consulants Co. LidBejing 100037China National Engineering Lab for Green and Safe Construction Technology in Urban Rail Transit Beijing 100037China

凭借切割运算,数值流形方法(NMM)可通过最简单的规则网格处理任意形状的问题域然而,这通常会生成很多低阶的、形状不规则的单元。因此NMM不但需要大量积分点,而且在几乎不可压缩和弯曲变形占优时常常存在自锁现象.为解决上述问题,本研... 详细信息

凭借切割运算,数值流形方法(NMM)可通过最简单的规则网格处理任意形状的问题域然而,这通常会生成很多低阶的、形状不规则的单元。因此NMM不但需要大量积分点,而且在几乎不可压缩和弯曲变形占优时常常存在自锁现象.为解决上述问题,本研究将建立一个数值稳定的单点积分策略.通过单元的矩,该策略将单元虚功分解为零阶主项和高阶稳定项,进一步通过修正高阶稳定项中的球应变部分和剪切应变部分,达到克服体积自锁和剪切自锁的目的,并用始终非零的稳定项克服沙漏变形.除了积分点更少外,新方法不存在体积自锁、剪切自锁和沙漏模式,因而也具有更高精度.文中数值算例验证了新规则的鲁棒性和精度提升.

关键词：自锁现象数值流形方法规则网格沙漏模式剪切应变精度提升积分点

J积分的数值计算及Dugdale模型的弹塑性修正系数Φ的适用范围

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西北工业大学学报 1987年第4期5卷 457-467页

作者：刘元镛汤玄春西北工业大学西北工业大学副教授

本文的内容分为两部分。第一部分利用文献[1]提出的弹塑性有限元方法用等参元和裂尖退化奇异元对平面应力状态的带中心穿透裂纹的平板进行了J积分的计算;阐述了进入屈服后加载增量步长的具体确定;以及讨论了选用不同高斯积分点(4点和9点... 详细信息

本文的内容分为两部分。第一部分利用文献[1]提出的弹塑性有限元方法用等参元和裂尖退化奇异元对平面应力状态的带中心穿透裂纹的平板进行了J积分的计算;阐述了进入屈服后加载增量步长的具体确定;以及讨论了选用不同高斯积分点(4点和9点)对J积分结果的影响等。第二部分根据J积分的数值计算结果,着重讨论了在弹塑性状态下,Dugdale模型的弹塑性修正系数Ф的适用范围,以及给出了可作工程估算用的材料断裂韧性K_c的计算公式。最后,文中扼要地论述了所得的结果可在工程设计中应用,把线弹性断裂力学的应用范畴推广到弹塑性断裂力学范畴。本文的结论对工程设计和断裂控制有实用价值。

关键词：积分点适用范围裂尖等参元有限元 Dugdale 中心穿透裂纹弹塑性数值计算修正系数

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力法非线性梁柱单元的合理单元长度划分

工程力学 2014年第7期31卷 178-184,198页

作者：赫中营叶爱君同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

针对目前结构非线性分析中最常用的力法非线性梁柱单元模型,从理论上分析出了能消除其计算失真问题的合理单元长度及对应积分点数量。然后基于OpenSees有限元程序,使用该理论分析结果建立了一组单墩循环推倒试验的数值分析模型,通过加... 详细信息

针对目前结构非线性分析中最常用的力法非线性梁柱单元模型,从理论上分析出了能消除其计算失真问题的合理单元长度及对应积分点数量。然后基于OpenSees有限元程序,使用该理论分析结果建立了一组单墩循环推倒试验的数值分析模型,通过加载点力-位移滞回曲线的对比分析和墩底截面曲率滞回曲线的对比分析验证了理论结果的正确性。结果表明:使用力法非线性梁柱单元模型进行结构的非线性数值分析时,其单元长度划分应根据积分点数量确定,确定原则应基于使单元屈服后变形增长的分布长度与塑性铰长度相等进行计算;在实际使用中,可利用等效塑性铰长度计算积分点数量与单元长度的关系,初步确定单元划分的合理长度;在保证单元长度与积分点数量的对应关系前提下,力法非线性单元的积分点数量越多,计算结果越稳定。

关键词：非线性有限元理论数值模拟力法非线性梁柱单元积分点单元长度

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冲压工艺仿真中界面接触压力计算精度研究

锻造与冲压 2023年第4期 27-31页

作者：霍会荣上汽通用五菱汽车股份有限公司

由于高强钢冲压会带来严重的模具磨损,因此,在成形模具设计阶段需要进行模具磨损评估。为了揭示成形工艺仿真参数选择对板料—模具界面接触压力技术精度的影响,本文基于Dynaform软件,参数化研究了有限元单元尺寸、积分点个数和冲压速度... 详细信息

由于高强钢冲压会带来严重的模具磨损,因此,在成形模具设计阶段需要进行模具磨损评估。为了揭示成形工艺仿真参数选择对板料—模具界面接触压力技术精度的影响,本文基于Dynaform软件,参数化研究了有限元单元尺寸、积分点个数和冲压速度对仿真结果的影响。研究结果表明:对比于积分点个数和冲压速度,板料网络和模具网络更明显地影响着仿真结果;而积分点个数和冲压速度带来的波动范围很小。

关键词： Dynaform软件模具磨损冲压工艺冲压速度高强钢成形工艺参数化研究积分点

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对HAMMER积分表的两点纠正和对IRONS积分表的一个补充

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华东水利学院学报 1980年第3期 1-13页

作者：卓家寿

提要:本文分两部分。第一部分是纠正在有限元专著、中关于在三角形面积和四面体体积上积分的Hommer积分点坐标和加权系数表格中的两个错误,并用“待定系数法”独立导出确定Hommer积分点坐标和加权系数的计算公式。第二部分是用“待定系... 详细信息

提要:本文分两部分。第一部分是纠正在有限元专著、中关于在三角形面积和四面体体积上积分的Hommer积分点坐标和加权系数表格中的两个错误,并用“待定系数法”独立导出确定Hommer积分点坐标和加权系数的计算公式。第二部分是用“待定系数法”

关键词：加权系数点坐标计算公式独立方程形心点 IRONS HAMMER 积分点坐标值偶次幂被积函数

用等参数壳体单元分析正交异性板壳——刚度矩阵的计算方法,降低积分次数及其解的精度

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水利水电科技进展 1983年第2期 195-214页

作者：下平丕作士张敬楼

1.序 Anmad等所开创的等参数壳体单元,因其考虑了横向剪切变形、无论是厚板壳还是薄板壳都能适用、而且解的精度高,所以被认为是实用性高的壳体单元之一。关于这种单元,继Anmad之后,进行了很多的研究,但是,对各向同性的情况研究的多,而... 详细信息

1.序 Anmad等所开创的等参数壳体单元,因其考虑了横向剪切变形、无论是厚板壳还是薄板壳都能适用、而且解的精度高,所以被认为是实用性高的壳体单元之一。关于这种单元,继Anmad之后,进行了很多的研究,但是,对各向同性的情况研究的多,而对各向异性的情况研究的少。例如,Noor等把各种等参数单元应用于单层各向异性平板的解析;Panda、Reddy

关键词：主方向场合四边形壳体单元大地坐标系局部坐标系精度高正方形板积分点玻璃环氧树脂单元的正交各向异性数值积分法圆环状刚度矩阵横向剪切变形

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计算辐射积分的简化方法