本文關(guān)鍵詞：基于向量式有限元的實(shí)體結(jié)構(gòu)非線性行為分析

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【摘要】：基于向量式有限元基本理論,推導(dǎo)了四節(jié)點(diǎn)四面體實(shí)體單元的基本理論計(jì)算式,通過參考平面的逆向運(yùn)動(dòng)來(lái)獲得單元節(jié)點(diǎn)純位移,進(jìn)而通過變形坐標(biāo)系獲得單元節(jié)點(diǎn)內(nèi)力。將雙線性彈塑性材料本構(gòu)模型引入向量式有限元實(shí)體單元,以實(shí)現(xiàn)考慮塑性硬化效應(yīng)時(shí)實(shí)體結(jié)構(gòu)的材料非線性行為分析。針對(duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)的碰撞接觸行為,通過實(shí)體外表面質(zhì)點(diǎn)和三角形網(wǎng)格面的單向碰撞檢測(cè)來(lái)處理碰撞檢測(cè)問題,采用基于中央差分的罰接觸力響應(yīng)方法來(lái)處理碰撞響應(yīng)問題。彈塑性材料和碰撞接觸均作為單獨(dú)的計(jì)算分析模塊引入向量式有限元實(shí)體單元。算例分析表明,所編制的向量式有限元實(shí)體單元程序可以有效實(shí)現(xiàn)線性和非線性材料情況下實(shí)體結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)力、大變形、大轉(zhuǎn)動(dòng)以及碰撞接觸行為分析,驗(yàn)證了所提理論計(jì)算式和編制程序計(jì)算結(jié)果的可信度。
【作者單位】： 浙江省建筑設(shè)計(jì)研究院;浙江大學(xué)空間結(jié)構(gòu)研究中心;
【關(guān)鍵詞】： 實(shí)體結(jié)構(gòu) 向量式有限元 非線性材料 大變形 大轉(zhuǎn)動(dòng) 碰撞接觸
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51378459)
【分類號(hào)】：TU318
【正文快照】： 0引言實(shí)際工程中的結(jié)構(gòu)均為三維實(shí)體結(jié)構(gòu),實(shí)體單元由于可在任意表面與其他單元相連,因而能夠?qū)崿F(xiàn)任意形狀和載荷的實(shí)體結(jié)構(gòu)模型的數(shù)值分析[1]。實(shí)體單元根據(jù)其形狀不同分為四面體、六面體和楔體單元,根據(jù)單元節(jié)點(diǎn)位移插值的階數(shù)又可分為線性、二次及高階單元。線性的四節(jié)點(diǎn)四

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