針對(duì)船體開孔板格彈性屈曲問題,評(píng)估了無(wú)單元伽遼金法（EFG）的適用性。編程計(jì)算分別基于MLS近似和移動(dòng)Kriging插值兩種形函數(shù)構(gòu)造方式進(jìn)行,以ABAQUS有限元解為基準(zhǔn)確定了兩種算法最佳內(nèi)置參數(shù),對(duì)比分析了計(jì)算耗時(shí)和相對(duì)誤差。結(jié)果表明:MLS-EFG算法在不同的板格尺寸、開孔位置、載荷條件下的結(jié)果都比較準(zhǔn)確,具有較好的適用性;而MK-EFG算法的計(jì)算速度更優(yōu),但在純剪切屈曲分析時(shí)計(jì)算結(jié)果存在一定程度的正偏差。本研究可為無(wú)網(wǎng)格法在船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的推廣應(yīng)用提供參考。 

【文章來(lái)源】：應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(03)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

板格長(zhǎng)邊長(zhǎng)度a的敏感性Fig.4Sensitivitytopanellongedgelengtha(a)短邊受壓屈曲(b)長(zhǎng)邊受壓屈曲(c)純剪切屈曲(shortedgecompressedbuckling)(longedgecompressedbuckling)(pureshearbuckling)

第3期楊源，等：無(wú)單元伽遼金法在船體開孔板格彈性屈曲分析中的應(yīng)用1369位置的中面應(yīng)力分布狀態(tài)(x、y、xy)，這屬于平面應(yīng)力問題。對(duì)于MLS-EFG法，可采用約束Galerkin弱形式形成矩陣方程求解，引入Lagrange乘子項(xiàng)以限制剛體位移，具體可參考文獻(xiàn)[9]實(shí)現(xiàn)。在板屈曲分析時(shí)，應(yīng)基于位能駐值原理構(gòu)建形如ABMMWO的方程(O表示與W同維的零向量)，其中W表示開孔板的結(jié)構(gòu)域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)組成的撓度列陣，MA和MB的表達(dá)式參見文獻(xiàn)[10]。因?yàn)镸LS構(gòu)造的位移場(chǎng)不滿足Kroneckerδ條件，需使用正交變換法，將邊界條件以自由度縮聚的方式更新到MA和MB的表達(dá)式中[10]，才能進(jìn)一步進(jìn)行矩陣特征值求解，獲取屈曲臨界載荷和模態(tài)變形。圖1典型的船體開孔板格示意圖Fig.1Typicalhullperforatedpaneldiagram由于MK插值形函數(shù)滿足Kroneckerδ條件，MK-EFG法在處理邊界條件時(shí)，不必引入Lagrange乘子項(xiàng)和正交變換法，直接在MA、MB及其他相關(guān)矩陣中刪去零自由度的行、列或其他類似有限元的邊界處理方法。3基本算例與內(nèi)置參數(shù)優(yōu)選3.1基本算例和網(wǎng)格離散說(shuō)明參照?qǐng)D1取一典型的船體縱桁開孔板格，四邊簡(jiǎn)支，a=2.55m，b=0.85m，t=0.01m，lx=0.8m，ly=0.6m，E=206GPa，μ=0.3，類似開孔尺寸的板格常見于船體雙層底桁材和肋板上的通行孔處。先考慮孔位于板中心的情況，分別計(jì)算板格長(zhǎng)邊均勻受壓(即ty0=tya)、短邊均勻受壓(即tx0=txb)、四邊受剪切力τ三種情況下的屈曲臨界載荷，作為基本算例用來(lái)優(yōu)選算法內(nèi)置參數(shù)。開孔引起分析域

計(jì)算平均用時(shí)對(duì)比Fig.3Calculationaveragetimecostcomparison

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于無(wú)網(wǎng)格及混合遺傳算法的矩形加肋板肋條布置優(yōu)化[J]. 李林遠(yuǎn),彭林欣.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
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碩士論文
[1]開孔加筋板的強(qiáng)度和穩(wěn)定性及其極限強(qiáng)度力學(xué)性能分析[D]. 李政杰.武漢理工大學(xué) 2012
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本文編號(hào)：3408345