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共有20条相似文献,以下是第1-20项 搜索用时 187 毫秒

1.  弹塑性大变形分析的一致性高阶无单元伽辽金法
Consistent high order element-free Galerkin method for elastoplastic large deformation analysis
 
   段庆林  庞志佳  马今伟  王冰冰《计算力学学报》,2019年第36卷第4期
   采用无单元伽辽金法求解弹塑性大变形问题。充分利用无单元法易于建立高阶近似函数的优点,位移采用二阶移动最小二乘近似。在更新拉格朗日方法的框架下,通过对控制方程弱形式的线性化建立了内力率的表达式,并区分为材料和几何两部分。采用Hughes-Winget算法更新应力,建立了Newton-Raphson迭代求解所需的一致切线刚度阵。刚度阵的数值积分采用近来针对小变形分析建立的二阶一致三点积分格式QC3(Quadratically Consistent 3-point integration scheme)。数值结果证明了本文方法分析弹塑性大变形问题的有效性和优越性。    

2.  质点积分无单元伽辽金法及其在金属挤压过程中的应用  
   潘小飞  张雄  陆明万《计算力学学报》,2008年第25卷第5期
   无单元伽辽金法需要在背景网格上积分,计算量大.节点积分无单元伽辽金法把对求解域的积分转化为对节点的求和,效率高,但因零能模态不受控制而会产生不稳定现象,需要采取一定的稳定化方案.本文采用应力点思想,通过Newtor-Cotes法计算积分,建立了质点积分无单元伽辽金法,并通过小变形弹性静力学问题说明了该方法具有良好的稳定性,且计算效率远高于无单元伽辽金法.最后本文将质点积分无单元伽辽金法成功地应用于三维金属挤压成型过程的数值模拟,显示了该方法在分析此类问题时的优势和潜力.    

3.  无额外自由度广义有限元非线性分析
Extra-dof-free generalized finite element method for non-linear analysis
 
   马今伟  段庆林  陈嵩涛《计算力学学报》,2021年第38卷第1期
   将无额外自由度的广义有限元法由线弹性分析扩展到弹塑性大变形分析。局部强化函数的构建依赖于已有节点,不引入额外自由度,避免了线性相关性问题。在更新拉格朗日框架下,通过控制方程弱形式的线性化推导得到了节点内力的率形式,并分为材料和几何两部分。考虑超弹性和亚弹-塑性两种材料模型,采用Newton-Raphson迭代求解,给出了相关的一致切线刚度阵。三个典型算例的数值结果表明,本文发展的非线性无额外自由度广义有限元方法不仅能够准确求解超弹性和弹塑性大变形问题,同时相比于传统的线性有限元方法具有更高的精度。本文工作进一步拓宽了无额外自由度广义有限元方法的应用领域。    

4.  边坡弹塑性稳定性分析的无网格法  
   魏德敏  胡源喆  江雪玲《力学与实践》,2012年第34卷第3期
    将无单元伽辽金法(EFGM) 推广到求解弹—— 黏塑性问题, 自行编制了相应的计算程序, 并应用于土质边坡的弹塑性稳定分析. 通过无单元伽辽金法计算结果与有限元法的计算结果的对比分析, 可以发现用黏弹塑性问题的无单元伽辽金法计算程序去求解弹塑性问题是方便可行的, 本文编制的计算程序稳定性好, 收敛速度快.    

5.  薄板弯曲分析的高阶高效无网格法  
   王冰冰  段庆林  李锡夔  张洪武  杨迪雄《固体力学学报》,2018年第39卷第2期
   与传统有限元法相比,无网格法具有节点形函数高度光滑、易于形成高阶近似等优势,更适合于以薄板弯曲问题为代表的高阶偏微分方程的数值求解。然而,高阶无网格法的形函数是非多项式的有理函数,导致弱形式的区域积分难以得到精确计算,通常采用的高阶高斯积分方法需使用大量积分点,计算效率低且精度不高。本文针对薄板弯曲问题的高阶(三阶)无网格法分析,首次发展了与该高阶近似相一致的曲率光顺方案,并基于背景三角形积分单元建立了相应的数值积分格式,大幅度减少了所需的积分点数目。所发展方法的关键在于计算刚度阵所需的形函数的二阶导数由形函数及其一阶导数通过散度定理确定,而非对形函数直接求导获得。数值结果表明,基于标准的高斯积分方案的高阶无网格法精度不高,不能精确再现纯弯曲和线性弯曲模式,且得到的弯矩场分布存在严重的虚假数值振荡。而本文所建议的基于曲率光顺方案的高阶无网格法能够方便高效地求解薄板弯曲问题,尤其是它能精确反映纯弯曲和线性弯曲模式。与标准的高斯积分方法和目前主流的常曲率光顺方法相比,本文方法在计算效率、精度、弯矩分布等方面均展现出显著优势,因而具有较好的应用价值。    

6.  A GRADIENT SMOOTHING GALERKIN MESHFREE METHOD FOR THIN PLATE ANALYSIS WITH LINEAR BASIS FUNCTION1)  
   Like Deng  Dongdong Wang  Jiarui Wang  Junchao Wu《力学学报》,2019年第51卷第3期
   薄板问题的控制方程为四阶微分方程,因而当采用伽辽金法进行分析时,形函数需要满足C$^{1}$连续性要求,且至少使用二次基函数才能保证方法的收敛性.无网格形函数虽然易于满足C$^{1}$连续性要求,但由于不是多项式,其二阶导数的计算较为复杂耗时,同时也对刚度矩阵的数值积分提出了更高的要求.本文提出了一种薄板分析的线性基梯度光滑伽辽金无网格法,该方法的基础是线性基无网格形函数的光滑梯度.在梯度光滑构造的理论框架内,无网格形函数的二阶光滑梯度可以表示为形函数一阶梯度的线性组合,因而可以提高形函数二阶梯度的计算效率.分析表明,线性基无网格形函数的光滑梯度不仅满足其固有的线性梯度一致性条件,还满足本属于二次基函数对应的额外高阶一致性条件,因此能够恰当地运用到薄板结构的伽辽金分析.此外,插值误差分析也很好地验证了线性基无网格光滑梯度的收敛特性.算例结果进一步表明,线性基梯度光滑伽辽金无网格法的收敛率与传统二次基伽辽金无网格法相当,但精度更高,同时刚度矩阵所需的高斯积分点数明显减少.    

7.  薄板分析的线性基梯度光滑伽辽金无网格法  
   邓立克  王东东  王家睿  吴俊超《力学学报》,2019年第3期
   薄板问题的控制方程为四阶微分方程,因而当采用伽辽金法进行分析时,形函数需要满足C~1连续性要求,且至少使用二次基函数才能保证方法的收敛性.无网格形函数虽然易于满足C~1连续性要求,但由于不是多项式,其二阶导数的计算较为复杂耗时,同时也对刚度矩阵的数值积分提出了更高的要求.本文提出了一种薄板分析的线性基梯度光滑伽辽金无网格法,该方法的基础是线性基无网格形函数的光滑梯度.在梯度光滑构造的理论框架内,无网格形函数的二阶光滑梯度可以表示为形函数一阶梯度的线性组合,因而可以提高形函数二阶梯度的计算效率.分析表明,线性基无网格形函数的光滑梯度不仅满足其固有的线性梯度一致性条件,还满足本属于二次基函数对应的额外高阶一致性条件,因此能够恰当地运用到薄板结构的伽辽金分析.此外,插值误差分析也很好地验证了线性基无网格光滑梯度的收敛特性.算例结果进一步表明,线性基梯度光滑伽辽金无网格法的收敛率与传统二次基伽辽金无网格法相当,但精度更高,同时刚度矩阵所需的高斯积分点数明显减少.    

8.  自适应一致性高阶无单元伽辽金法  
   邵玉龙  段庆林  高欣  李锡夔  张洪武《力学学报》,2017年第1期
   近来提出的一致性高阶无单元伽辽金法通过导数修正技术大幅度减少了所需积分点数目,并能够精确地通过线性和二次分片试验,显著改善标准无单元伽辽金法的计算效率、精度和收敛性。本文在此基础之上,充分利用无单元法易于在局部区域添加节点的优势,发展了一致性高阶无单元伽辽金法的h型自适应分析方法。根据应变能密度梯度该方法自适应地确定需节点加密的区域,基于背景积分网格的局部多层细化要求生成新的计算节点,同时考虑了节点分布由密到疏渐进过渡的情形。采用相邻两次计算的应变能的相对误差作为自适应过程的停止准则,将所发展自适应无网格法应用于由几何外形、边界外载和体力等因素造成的应力集中问题的计算分析。数值结果表明,所发展方法能够自适应地对高应力梯度区域进行节点加密,自动给出合理的计算节点分布。与已有的标准无网格法的自适应分析相比,所发展方法在计算效率、精度和应力场光滑性等方面均展现出显著优势。与采用节点均匀分布的一致性高阶无单元伽辽金法相比,它大幅度地减少了计算节点数目,有效提高了一致性高阶无单元伽辽金法在分析应力集中等存在局部高梯度问题时的计算效率和求解精度。    

9.  反平面断裂问题的无单元伽辽金比例边界法
An element-free Galerkin scaled boundary method for anti-plane crack problem
 
   陈莘莘  王娟《计算力学学报》,2017年第34卷第1期
   将比例边界法与无单元伽辽金法相结合,建立了反平面断裂分析的无单元伽辽金比例边界法.这是一种边界型无网格法,在环向方向上采用无单元伽辽金法进行离散,因此计算时仅需要边界上的节点信息,不需要边界元所要求的基本解.为了便于施加本质边界条件,通过建立节点值和虚拟节点值之间的关系给出了修正的移动最小二乘形函数.在径向方向上,该方法利用解析的方法求解,因此是一种半解析的数值方法.最后,给出了数值算例,并验证了所提方法后处理简单和计算精度高的特点,适合于求解反平面断裂问题.    

10.  无网格局部Petrov-Galerkin方法在弹塑性断裂力学问题中的应用  被引次数:1
   刘凯远  龙述尧  尚守平  涂传林《固体力学学报》,2009年第30卷第1期
   采用无网格局部Petroy-Galerkin方法来分析弹塑性断裂力学问题.这种无网格方法采用移动最小二乘法(MLS)来构造近似试函数和采用Heaviside函数作为加权残值法中的权函数,由于近似函数不满足KroneckerDelta条件,因此采用直接插值法来施加本质边界条件.如果不考虑体力,所形成的整体刚度矩阵只包含局部边界积分,而不包含局部域积分和奇异积分.采用增量Newton-Raphson迭代法来求解弹塑性增量形式的局部Petrov-Galerkin方程.数值算例结果表明,该文方法对于弹塑性断裂力学问题的求解是可行的和有效的,并且所得到的结果具有较好的精度.    

11.  二维弹性力学问题的光滑无网格伽辽金法  
   马文涛《力学学报》,2018年第5期
   计算效率低的问题长期阻碍着无网格伽辽金法(element-free Galerkin method, EFGM)的深入发展.为了提高EFGM的计算速度,本文提出一种求解二维弹性力学问题的光滑无网格伽辽金法.该方法在问题域内采用滑动最小二乘法(moving least square, MLS)近似、在域边界上采用线性插值建立位移场函数;基于广义梯度光滑算子得到两层嵌套光滑三角形背景网格上的光滑应变,根据广义光滑伽辽金弱形式建立系统离散方程.两层嵌套光滑三角形网格是由三角形背景网格本身以及四个等面积三角形子网格组成.为了提高方法的精度,由Richardson外推法确定两层光滑网格上的最优光滑应变.几个数值算例验证了该方法的精度和计算效率.数值结果表明,随着光滑积分网格数目的增加,光滑无网格伽辽金法的计算精度逐步接近EFGM的,但计算效率要远远高于EFGM的.另外,光滑无网格伽辽金法的边界条件可以像有限元那样直接施加.从计算精度和效率综合考虑,光滑无网格伽辽金法比EFGM具有更好的数值表现,具有十分广阔的发展空间.    

12.  A SMOOTHED MESHFREE GALERKIN METHOD FOR 2D ELASTICITY PROBLEM1)  
   Ma Wentao《力学学报》,2018年第50卷第5期
   计算效率低的问题长期阻碍着无网格伽辽金法(element-free Galerkin method, EFGM) 的深入发展. 为了提高EFGM 的计算速度, 本文提出一种求解二维弹性力学问题的光滑无网格伽辽金法. 该方法在问题域内采用滑动最小二乘法(moving least square, MLS)近似、在域边界上采用线性插值建立位移场函数; 基于广义梯度光滑算子得到两层嵌套光滑三角形背景网格上的光滑应变, 根据广义光滑伽辽金弱形式建立系统离散方程. 两层嵌套光滑三角形网格是由三角形背景网格本身以及四个等面积三角形子网格组成. 为了提高方法的精度, 由Richardson外推法确定两层光滑网格上的最优光滑应变. 几个数值算例验证了该方法的精度和计算效率. 数值结果表明, 随着光滑积分网格数目的增加, 光滑无网格伽辽金法的计算精度逐步接近EFGM 的, 但计算效率要远远高于EFGM的. 另外, 光滑无网格伽辽金法的边界条件可以像有限元那样直接施加. 从计算精度和效率综合考虑, 光滑无网格伽辽金法比EFGM具有更好的数值表现, 具有十分广阔的发展空间.    

13.  暴雨诱发滑坡的高效无网格大变形数值模拟  
   王东东  李凌《应用力学学报》,2010年第27卷第4期
   渗流与土体的大变形耦合损伤破坏问题是暴雨诱发滑坡数值模拟的重要内容,目前对滑坡的全过程大变形非线性损伤破坏的仿真分析仍是一个难点.本文基于稳定节点积分再生核质点伽辽金无网格法和大变形增量型本构关系,提出了一套能模拟暴雨诱发非饱和土质边坡大变形损伤破坏的高效分析方法.该方法应用拉格朗日稳定节点积分,保证了数值积分的稳定性和高效性;同时采用非饱和土的物理力学性质来模拟降雨过程中边坡土体性质的演化,并以各项同性损伤函数和Drucker-Prager屈服准则反映土体的弹塑性损伤状态.该方法的非局部近似特性可以有效地模拟从剪切带起始到发生滑坡的整个大变形损伤破坏过程.通过典型算例验证了方法的有效性,并研究了滑坡发生时间与降雨强度和初始饱和度的关系.    

14.  线性强化材料弹塑性分析的自然单元法  被引次数:1
   江涛  章青《力学季刊》,2010年第31卷第2期
   自然单元法(NEM)是一种求解偏微分方程的无网格数值方法,其形函数兼具无网格法的特点和传统有限元法的优点.本文基于塑性增量理论,将自然单元法应用于弹塑性问题的分析计算中.为实现近似函数在非凸边界上的线性变化,采用约束的自然单元法(C-NEM)进行形函数计算.给出了增量切线刚度法求解非线性控制方程的相关公式,并对加载状态的确定和过渡状态下比例因子的计算方法等问题进行了深入的研究.编制了Von-Mises屈服准则下线性强化材料模型的二维弹塑性分析计算程序.算例分析表明,用自然单元法分析弹塑性力学问题是可行的,具有前处理过程简单、可以方便地准确施加本质边界条件等优点.    

15.  小波伽辽金有限元法在梁板结构中的应用  被引次数:13
   周又和 王记增《应用数学和力学》,1998年第19卷第8期
   本文给出了基于小波尺度函数展开的高阶导数及其在伽辽金有限元法中有关联的导数乘积积分的计算格式,从而实现了将小波伽辽金法用于求解高于二阶导数微分方程边值问题的数值计算,使其在结构力学问题求解中成为可能·数值算例表明:本方法具有良好的计算精度·    

16.  梁的弹塑性大挠度数值分析  被引次数:8
   干洪《应用数学和力学》,2000年第21卷第6期
   采用分层法研究Timoshenko型直梁的弹塑性大挠度数值问题,由TL列工法建立梁的非线笥平衡方程,采用mNR法求解,详细介绍了单元的切线刚度矩阵形成过程及求解步骤,解的情况令人满意。]    

17.  动力分析的二阶一致无网格法  
   王冰冰  陈嵩涛  段庆林《应用力学学报》,2014年第3期
   为改善无网格法动力分析的效率和精度,将具有二阶一致性的三点积分方法(Quadratically Consistent 3-point integration method,QC3)从静力问题的无网格法分析拓展到弹性动力问题;形函数采用二次的移动最小二乘近似;采用修正的节点导数计算积分点上的刚度阵;并应用Newmark法进行时域积分。数值计算结果表明:QC3对于动力分析十分有效,相比于仅满足线性一致性的一点积分方法(Linear Consistent 1-point integration method,LC1),精度提高了一个数量级,且可以得到光滑无振荡的应力场;与标准的三角形(Standard Triangle,ST)16点积分方案相比,计算精度相当,但仅消耗了约为其1/6的CPU时间。    

18.  基于单位分解积分的伽辽金无网格方法研究  被引次数:1
   曾清红  卢德唐《应用数学和力学》,2005年第26卷第7期
   数值积分是伽辽金无网格方法实施的一个重要环节,提出了一种适合于伽辽金无网格方法的单位分解积分技术· 该积分技术建立在有限覆盖和单位分解基础之上,不需要对积分区域进行分解,具有较高的积分精度· 并以无单元伽辽金方法为例,详细说明了基于单位分解积分的伽辽金无网格方法的实现过程· 这样,在近似函数建立和数值积分过程中都不需要进行网格划分,从而形成一种"真正的"无网格方法·    

19.  非线性无网格伽辽金法的实现  
   司建辉  李九红  简政《武汉大学学报(理学版)》,2005年第Z2期
   提出了应用无网格伽辽金法计算非线性混凝土问题的基本方法.无网格伽辽金法(EFGM)是近些年发展起来的一种数值算法,它采用移动的最小二乘法构造形函数,从能量泛函的弱变分形式中得到控制方程,该法只需节点信息,不需将节点连成单元.在积分网格中,取高斯点的本构关系随应力变化来反映混凝土的非线性性质.文中混凝土的本构模型选用OTTOSEN本构,屈服准则选用修正的莫尔库仑强度准则,通过算例分析,验证了程序的可靠性及应用无网格伽辽金法解决非线性混凝土问题的可行性,表明该方法在混凝土材料领域有着广阔的应用前景.    

20.  几何非线性分析的高效高阶无网格法
Efficient high order meshfree method for geometrically non-linear analysis
 
   陈嵩涛  段庆林  马今伟《计算力学学报》,2020年第37卷第6期
   准确高效地处理几何非线性对于材料破坏等大变形过程的数值分析至关重要。考虑到无网格法具有易于形成高阶近似函数等诸多优点,本文发展了几何非线性分析的高阶无网格法。采用上一载荷步收敛的构形作为计算的参考构形,位移本质边界条件由罚函数法施加。为提高计算效率,将针对线性问题发展的二阶一致三点积分格式QC3(Quadratically Consistent 3-point integration scheme)拓展到考虑构形变化的几何非线性分析,大幅度减少了所需的积分点数目。数值结果表明,本文发展的高阶无网格法能够准确有效地处理几何非线性问题,而且在计算效率、精度以及应力场光滑性等方面均表现出显著优势。    

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