發(fā)布時(shí)間：2018-01-04 04:08

  本文關(guān)鍵詞：耦合方程的有限元求解及其前后處理　出處：《上海大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 流固耦合 非牛頓 收斂性 高性能計(jì)算 接觸邊界層 多孔蜂窩

【摘要】：碰撞安全問(wèn)題中粘彈塑性材料的非牛頓邊界層現(xiàn)象具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文使用非線性流固耦合偏微分方程組(Cauchy流體方程與P-T/T固體方程)研究接觸表面的形變與應(yīng)力分布變化。宏觀上對(duì)空間與時(shí)間分別使用有限元、有限差分方法離散,最終得到全離散格式。微觀上借助高性能計(jì)算軟件(OASYS與DYNA),通過(guò)三維建模再現(xiàn)真實(shí)碰撞場(chǎng)景,研究復(fù)雜接觸表面速度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)變化規(guī)律。本文在變分過(guò)程中引入三線性泛函。在半離散有限元的基礎(chǔ)上(空間上使用Lagrange形狀函數(shù),時(shí)間上使用Euler向后差分格式),研究耦合方程組的收斂性。并得出結(jié)論：在參數(shù)固定的情況下,選擇合適的步長(zhǎng),耦合方程組可以達(dá)到一定的精度。通過(guò)數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果也可以看出,步長(zhǎng)選擇不恰當(dāng)時(shí),接觸表面的網(wǎng)格會(huì)產(chǎn)生很大的變形。此外,借助高性能計(jì)算平臺(tái),對(duì)多孔蜂窩材料尤其是邊界層處材料的非牛頓力學(xué)大變形進(jìn)行仿真分析。研究蜂窩結(jié)構(gòu)在不同壓縮條件下不同的微觀變形與應(yīng)力分布變化。結(jié)果顯示：蜂窩結(jié)構(gòu)通過(guò)接觸表面的變形吸收并消耗被傳遞的能量,材料變形集中在接觸邊界層區(qū)域,遠(yuǎn)離接觸邊界層的材料受影響不大。
[Abstract]:Non-Newtonian boundary layer phenomena of viscoelastic-plastic materials in collision safety problems have important practical significance. In this paper, nonlinear fluid-solid coupled partial differential equations are used. Cauchy fluid equation and P-T / T solid equation) are used to study the deformation and stress distribution of contact surface. The finite difference method is used to discretize, and finally the full discrete scheme is obtained. By using the high performance computing software OASYS and dyna, the real collision scene is reproduced by 3D modeling. The variation law of velocity field and stress field of complex contact surface is studied. In this paper, trilinear functional is introduced into the variational process. On the basis of semi-discrete finite element method, Lagrange shape function is used in space. The convergence of the coupled equations is studied by using the Euler backward difference scheme in time, and the conclusion is drawn that the appropriate step size should be chosen when the parameters are fixed. The coupled equations can achieve a certain accuracy. The results of numerical experiments also show that when the step size is not properly selected, the mesh of the contact surface will produce great deformation. In addition, with the help of high performance computing platform. The large deformation of porous honeycomb material, especially at the boundary layer, is simulated and analyzed in non-Newtonian mechanics. The microcosmic deformation and stress distribution of honeycomb structure under different compression conditions are studied. The results show that:. The honeycomb structure absorbs and consumes the transmitted energy through the deformation of the contact surface. The material deformation is concentrated in the contact boundary layer area, and the material far away from the contact boundary layer is not affected.
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O241.82

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本文編號(hào)：1376957