摘 要: | 
虚单元法是一种先进的求解固体力学问题的数值方法, 在过去10年间, 该算法在线弹性问题中得到了较为广泛地开发和应用. 文章尝试给出一种通用的高阶虚单元法格式, 可用于计算超弹性问题以及更普遍的非线性问题. 与传统求解力学问题的虚单元法的思想不同, 其主要思想是对泊松方程求解映射算子, 并将该映射算子直接用于位移场的近似, 从而可求解众多非线性力学问题. 由于采用了标量场的映射算子来近似矢量场, 因此该算法格式简单, 并且可以轻易扩展到高阶格式或者三维问题求解. 将从泊松方程出发, 介绍虚单元法中椭圆映射算子的计算方法, 在此基础上, 详细推导虚单元法在求解超弹性问题时的具体格式, 并给出切线刚度矩阵的计算方法. 最后, 给出了几个典型的超弹性数值算例, 从而证明该虚单元法格式的有效性.

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