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1.
一种抑制杂交元零能模式的假设应力场方法 总被引:1,自引:0,他引:1
基于杂交元位移场直接导出可以表示单元任意变形的简单变形模式,同时指出与所有假设应力模式正交的非零变形为零能机动模式,从而可以用简单变形模式方便地识别和抑制单元零能模式.在此基础上利用初始应力模式与简单变形模式的正交性提出一种假设杂交元应力场的有效方法,结合等函数法应力模式组成初始应力模式,不仅可以根据实际问题需要灵活地假设不同分布规律的应力场,而且所形成杂交元可以完全避免零能机动模式.在数值算例中采用本文方法分别形成了2D-4节点杂交元和3D-8节点杂交元的多种假设应力场,表明本文所提出方法是有效可行的. 相似文献
2.
利用有限元特征分析法研究了平面各向异性材料裂纹端部的奇性应力指数以及应力场和位移场的角分布函数,以此构造了一个新的裂纹尖端单元。文中利用该单元建立了研究裂纹尖端奇性场的杂交应力模型,并结合Hellinger-Reissner变分原理导出应力杂交元方程,建立了求解平面各向异性材料裂纹尖端问题的杂交元计算模型。与四节点单元相结合,由此提出了一种新的求解应力强度因子的杂交元法。最后给出了在平面应力和平面应变下求解裂纹尖端奇性场的算例。算例表明,本文所述方法不仅精度高,而且适应性强。 相似文献
3.
通过研究广为人知的断裂力学单变量八节点位移裂纹QPE元和Akin族奇异单元法,本文运用经典局部裂纹解析解,与非协调假设应力杂交-混合元列式方法相结合,提出用于分层各向异性材料的多变量半解析假设应力奇异广义杂交/混合裂纹有限元法,能克服现有位移裂纹元法的域应力分布精度低和高次单元所需计算容量大的局限性,互为补充,更有利于结构裂纹扩展分析和应用研究。文中设计了一个半解析奇异裂纹平面单元,各向同性材料板算例验证了退化二次八节点协调位移裂纹元及六节点非协调奇异应力裂纹元,说明采用稀疏及加密单元网格,两类裂纹单元分别从上下逼近收敛于实验和理论参考解,可得到吻合程度较好的1/√r奇异应变和应力分量以及应力强度因子值,表明了本文奇异裂纹单元理论的优越性。 相似文献
4.
本文讨论了高交杂交壳体元在材料非线性分析中的应用,为了更精确估计单元内各部分应力的不同影响,本文应用了分区非线性变分原理推导出杂交壳元在应力增量下应用初始应力法的失衡节点力,这使得高次杂交元在非线性分析中的优点得以充分发挥,从而大大提高了计算精度。 相似文献
5.
本文讨论了高次杂交壳体元在材料非线性分析中的应用,为了更精确估计单元内各部分应力的不同影响,本文应用了分区非线性变分原理推导出杂交壳元在应力增量下应用初始应力法的失衡节点力,这使得高次杂交元在非线性分析中的优点得以充分的发挥,从而大大提高了计算精度。 相似文献
6.
本文利用九参数三角形板单元,对拟协调元方法作了一系列的性态分析。文中着重讨论了单元内和单元边界上位移插值函数对收敛性的影响;论述了选择假设应变场的原则。对于引入场变量平衡条件时单元的性质及拟协调元和杂交元的联系和区别进行了分析,同时并给出了用拟协调元方法构造杂交应力模型的一般列式。 相似文献
7.
根据一种修正的余能原理,建立了一类具有一个无外力圆柱表面及结点含转动自由度的8 结点新型三维杂交应力元. 单元边界位移场选择二次位移插值函数,且与相邻元协调;单元内假定应力场满足以柱坐标表示的平衡方程及圆柱面上无外力边界条件. 数值算例表明,这种特殊杂交应力元在相当粗的网格下即能十分准确地分析圆弧形槽口附近及曲梁的三维(及二维)的孔边应力分布. 相似文献
8.
根据一种修正的余能原理,建立了一类具有一个无外力圆柱表面及结点含转动自由度的8 结点新型三维杂交应力元. 单元边界位移场选择二次位移插值函数,且与相邻元协调;单元内假定应力场满足以柱坐标表示的平衡方程及圆柱面上无外力边界条件. 数值算例表明,这种特殊杂交应力元在相当粗的网格下即能十分准确地分析圆弧形槽口附近及曲梁的三维(及二维)的孔边应力分布. 相似文献
9.
对各向异性双材料自由边界面端部奇异性场问题进行了研究,利用有限元分析法所得到的各向异性双材料自由边界面端部的应力奇异性指数以及角分布函数,构造了一个自由边界面端部单元,据此建立了自由边界面端部奇异性场的杂交应力模型,并结合Hellinger-Reissner变分原理导出应力杂交元方程,建立了求解平面各向异性材料裂纹尖端问题的杂交元计算模型.与四节点单元相结合,提出一种求解自由边界面端部广义应力强度因子的杂交元法.考核例结果表明:本文方法的数值解精度高,可应用于各向异性材料双材料自由边界面端部问题. 相似文献
10.
基于变分原理得出各向同性轴对称问题下的非协调元和杂交应力元方法仍然适用于分析横观各向同性轴对称问题的结论,同时对应用于各向同性问题的罚平衡优化方法进行了修改,使之能够应用于横观各向同性问题的分析。文中给出了分析算例。并对各种单元结果进行了比较,计算结果表明非协调元和杂交应力元方法不但适用于横观各向同性轴对称问题分析,而且将提高其数值解的精度,改善单元内部应力分布。 相似文献
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12.
一种三维体罚平衡应力杂交元 总被引:1,自引:0,他引:1
主要研究三维体罚平衡杂交元理论并建立相应的单元模型,采用罚平衡方法可以在不增中自由度的前提下,有效地扼制寄生应力,从而大幅度提高畸变网格下的计算精度,所给算例对8节点空间六面体单元(DM8)、优化杂交元和该文得出的单元进行了比较,证明了这一点,文中还尝试将该文 于方板和不可压缩问题的计算,得出了令人满意的结果。 相似文献
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14.
基于一个含面内初应力薄板问题的修正的Hellinger-Reissner变分原理,导出了一个十二自由度矩形杂交应力弯曲板元。并首次将杂交应力模型用于求解各向同性以及加筋平板的弹塑性欧拉屈曲问题。计算中,将Sturm序列方法与0.618加载法相结合以确定临界应力。材料性质采用Stowell塑性屈曲理论及Ramberg-Osgood应力应变关系加以反映。 计算结果与解析解、实验值均符合良好。而且比多数已知有限元解精确。这表明,用杂交应力模型求解平板的弹塑性欧拉屈曲问题可行,方便,可以获得满意结果:本文导出的单元精度高、收敛快。 相似文献
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根据一种修正的余能原理,建立了具有一个无外力圆柱面的三维杂交应力元,元内假定应力场满足三维柱坐标表示的平衡方程及无外力圆柱面上的外力边界条件;当元退化为二维时,也满足协调条件。单元位移场选择与相邻单元协调。数值算例表明这种特殊杂交应力元在相当粗的网格下,能十分有效地分析变宽度薄/厚板在拉伸与弯曲作用下的三维(及二维)应力集中。 相似文献
16.
《固体力学学报》2010,(Z1)
论文给出一种简单的高性能带旋转自由度4结点四边形平面单元.该单元的理论基础与卞学鐄先生首个杂交应力元相似,也从最小余能原理出发,无需单元内部位移场.但是应力场试函数采用Ariy应力函数的基本解析解(基于直角坐标的多项式),并强调其对坐标的对称和完备性.这样假设的应力场可以同时满足平衡和协调方程,因而更加合理.而单元边界位移则采用著名的Allman模式(采用局部坐标),即考虑结点转动自由度的二次协调位移.与其他同类单元相比,本文单元对位移和应力展现出更高的精度,特别是应力解答尤其突出.更有趣的是,单元对网格畸变非常不敏感,即使单元退化为三角形和凹四边形,仍然能保持较高的计算精度.此外,单元没有方向依赖性等缺点. 相似文献
17.
采用一种新型的杂交元模型和一种单胞模型来解决周期分布多边形夹杂角部的奇异性应力相互干涉的问题。新型杂交元模型是基于广义Hellinger-Reissner变分原理建立的,其中奇异性应力场分量和位移场分量是采用有限元特征分析法的数值特征解得到的。使用当前的新型杂交元模型,只需要在夹杂角部邻域的周界上划分一维单元,避免了像传统有限元模型那样需要划分高密度二维单元。文中给出了代表奇异性应力场强度的夹杂角部广义应力强度因子数值解,并考虑材料属性、夹杂尺寸和夹杂位置关系的影响。算例中,考虑了夹杂和基体完全接合的情况,并给出了考核例。结果表明:当前模型能得到高精度数值解,且收敛性好;与传统有限元法和积分方程方法相比,该模型更具有通用性,为非均质材料的细观力学分析打下了基础。 相似文献
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本文基于共轭协变剪应变和逆变剪应力分量的杂交板元的合理列式,给出了一个12节点C^0四边形的杂交板元。数值结果表明:与其它假设位移法的Mindlin板单元相比,所建议的单元,提供了改进的位移和应力解,且在歪斜网格时,不“自锁”,能通过补片试验,单刚上拥有足够的秩等,因而具备了理想单元的品质。 相似文献
20.
本文基于一个改进的弹塑性的Hellinger/Reis■ner 混合变分原理构造了一种用于解弹塑性问题的四节点等参杂交应力元.新的模型中,在单元内增加了等效应力增量、塑性等效应变增量及不协调位移变量,从而使单元内的屈服准则及流动法则平均得到满足,不协调位移改进了单元应力精度.计算表明,新的模型可以提高弹塑性杂交法的精度和计算效率. 相似文献