等几何分析中采用Nitsche法施加位移边界条件 被引量：6

1

作者 陈涛 莫蓉 +1 位作者 万能 宫中伟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期369-381,共13页

等几何分析使用NURBS基函数统一表示几何和分析模型,消除了传统有限元的网格离散误差,容易构造高阶连续的协调单元.对于结构分析,选择合适的几何参数可以得到光滑的应力解,避免了后置处理的应力磨平.但是由于NURBS基函数不具备插值性,... 等几何分析使用NURBS基函数统一表示几何和分析模型,消除了传统有限元的网格离散误差,容易构造高阶连续的协调单元.对于结构分析,选择合适的几何参数可以得到光滑的应力解,避免了后置处理的应力磨平.但是由于NURBS基函数不具备插值性,难以直接施加位移边界条件.针对这一问题,提出一种基于Nitsche变分原理的边界位移条件"弱"处理方法,它具有一致稳定的弱形式,不增加自由度,方程组对称正定和不会产生病态矩阵等优点.同时给出方法的稳定性条件,并通过求解广义特征值问题计算稳定性系数.最后,数值算例表明Nitsche方法在h细化策略下能获得最优收敛率,其结果要明显优于在控制顶点处直接施加位移约束. 展开更多

关键词 等几何分析 位移边界条件 Nitsche方法 弱施加法 Dirichlet边界

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孔边位移边界条件下的应力分析

2

作者 胡丰 董正筑 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2005年第6期701-703,共3页

根据自然边界元方法给出的圆外弹性问题应力解答,利用Poisson积分公式和自然边界积分方程求出多种形式位移边界条件下的位移场、应变场和应力场,并分析了位移边界条件对应力场的影响。同时与其他计算方法相比较,在边界位移为常数时其结... 根据自然边界元方法给出的圆外弹性问题应力解答,利用Poisson积分公式和自然边界积分方程求出多种形式位移边界条件下的位移场、应变场和应力场,并分析了位移边界条件对应力场的影响。同时与其他计算方法相比较,在边界位移为常数时其结果与文献[2]的解答一致。从本文的算例中不难发现,采用自然边界元方法计算圆外问题时,可以克服一般解析方法只能求解少数特殊位移边值问题的缺点。由于其结果仍为解析解,因此精度也优于数值解答。 展开更多

关键词 自然边界元法 弹性圆外问题 位移边界条件 应力场

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优化位移边界反演三维初始地应力场的研究 被引量：28

3

作者 郭明伟 李春光 +1 位作者 王水林 栾广博 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1269-1274,共6页

采用优化位移边界条件拟合工程区域初始地应力场,根据实测地应力资料建立针对所施加的任一边界位移模式的优化函数,不断调整位移边界模式并通过有限元数值计算,最终得到边界位移模式的最优组合和工程区域初始地应力场,从而为初始地应力... 采用优化位移边界条件拟合工程区域初始地应力场,根据实测地应力资料建立针对所施加的任一边界位移模式的优化函数,不断调整位移边界模式并通过有限元数值计算,最终得到边界位移模式的最优组合和工程区域初始地应力场,从而为初始地应力场的反演分析提供一个新的途径。最后,针对三峡工程地下厂房区域给出了用该方法拟合初始地应力场的计算结果,通过地应力测点计算值和实测值的对比分析,其拟合效果较好,证实此方法是可行的。 展开更多

关键词 初始地应力场 位移边界条件 优化函数 构造应力 地下厂房

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几何精确NURBS有限元中边界条件施加方式对精度影响的三维计算分析 被引量：10

4

作者 王东东 轩军厂 张灿辉 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期31-37,共7页

非均匀有理B样条(NURBS)有限元法把计算机辅助几何设计(CAGD)中的NURBS几何构形方法与有限元方法有机结合起来,有效消除了有限元离散模型的几何误差,提高了计算精度。但是由于NURBS基函数不是插值函数,直接在控制节点上施加位移边界条... 非均匀有理B样条(NURBS)有限元法把计算机辅助几何设计(CAGD)中的NURBS几何构形方法与有限元方法有机结合起来,有效消除了有限元离散模型的几何误差,提高了计算精度。但是由于NURBS基函数不是插值函数,直接在控制节点上施加位移边界条件会引起较大误差。本文详细讨论了NURBS基函数的插值特性,在NURBS有限元分析中采用罚函数法施加位移边界条件,提高了收敛率和计算精度。结合典型三维弹性力学问题,对两种施加位移边界条件的方法进行了对比和分析。计算结果表明,直接施加位移边界条件会导致收敛率和精度的明显降低,而基于罚函数法的NURBS有限元分析则能达到最优收敛率,并具有更高的精度。 展开更多

关键词 NURBS有限元法 几何精确分析 无网格法 罚函数法 位移边界条件

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无网格法强制边界条件处理的一种新方法 被引量：1

5

作者 赵伟民 郭峰 李瑰贤 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期677-681,共5页

针对无网格法位移边界条件处理困难和计算效率低的问题,提出了一种简洁实用的边界条件处理方法.在构造试探函数中,通过修改节点的权函数使试探函数穿过预施加位移边界条件的节点.采用有限元法中的位移边界条件处理方法使试探函数预先满... 针对无网格法位移边界条件处理困难和计算效率低的问题,提出了一种简洁实用的边界条件处理方法.在构造试探函数中,通过修改节点的权函数使试探函数穿过预施加位移边界条件的节点.采用有限元法中的位移边界条件处理方法使试探函数预先满足位移边界条件.该方法的计算量小,可解决大多数无网格法的位移边界条件问题和有限元耦合问题.以移动最小二乘法为例,通过算例证明了该方法的精确性与实用性. 展开更多

关键词 无网格法 位移边界条件 改进权函数

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扩展有限元中边界条件的施加

6

作者 冷飞 张然 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第5期59-63,共5页

扩展有限元施加边界条件的方法与有限元不同,但尚无文献进行详细的说明.本文由有限元的控制方程和边界条件的基本格式出发,说明了扩展有限元施加应力和位移边界的原理,以单个带裂缝单元为例给出了Standard-XFEM和Shifted-XFEM模式下扩... 扩展有限元施加边界条件的方法与有限元不同,但尚无文献进行详细的说明.本文由有限元的控制方程和边界条件的基本格式出发,说明了扩展有限元施加应力和位移边界的原理,以单个带裂缝单元为例给出了Standard-XFEM和Shifted-XFEM模式下扩展有限元施加边界条件的具体实现过程.最终,通过一个受均布荷载的简支梁验证了本文介绍方法的正确性.结果表明:对于应力边界,应由最小位能原理导出的公式计算等效结点荷载,不同位移模式下,由外部荷载计算等效结点荷载的公式相同,但得到的结点荷载向量不同.位移边界则应将不同的位移模式在约束处所满足的方程带入控制方程求解.虽然均采用上述原理施加边界条件,但采用不同位移模式时,实现边界条件的具体方法不尽相同. 展开更多

关键词 扩展有限单元法 位移边界条件 应力边界条件 非线性计算

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基于三维数值流形法的位移边界处理方法 被引量：1

7

作者 杨石扣 艾华东 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2022年第3期137-142,共6页

针对三维数值流形法中罚函数法施加任意方向边界位移和多步加载误差累积问题,通过修正传统三维数值流形法控制方程中的位移边界部分,推导出含沿着某一方向施加边界位移条件和相应的分步加载情况的计算公式,以期扩大控制方程在位移边界... 针对三维数值流形法中罚函数法施加任意方向边界位移和多步加载误差累积问题,通过修正传统三维数值流形法控制方程中的位移边界部分,推导出含沿着某一方向施加边界位移条件和相应的分步加载情况的计算公式,以期扩大控制方程在位移边界处理上的适用范围和减少多步加载误差累积效应。选取2个典型算例进行数值模拟和对比分析,验证该方法的准确性。计算结果表明:文中方法的计算结果与解析解相吻合,修正公式适用于不同方向施加边界位移的情况,具有较强的适应性;考虑位移边界误差修正比不考虑误差修正的计算精度高;随分步加载步数的增多,不考虑位移边界误差修正的累积计算误差逐渐增大,考虑位移边界误差修正的则影响不大。 展开更多

关键词 三维数值流形法 位移边界条件 罚函数法 多步加载 误差修正

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被动桩水平位移荷载施加位置的探讨 被引量：3

8

作者 上官士青 杨敏 李卫超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2934-2938,共5页

被动桩是指一种由于土体水平位移而发生挠曲变形的桩。目前不论是室内试验还是数值计算，常在模型边界对土体施加水平位移荷载（位移边界条件）形成土体的位移场，用来研究被动桩的变形特征，但不同研究者采用的水平位移施加位置（边界... 被动桩是指一种由于土体水平位移而发生挠曲变形的桩。目前不论是室内试验还是数值计算，常在模型边界对土体施加水平位移荷载（位移边界条件）形成土体的位移场，用来研究被动桩的变形特征，但不同研究者采用的水平位移施加位置（边界位置）与被动桩的距离存在较大差异。结合一个工程案例，采用有限单元法对水平位移加载位置进行了单变量参数分析。研究表明，随着水平位移加载位置与被动桩距离的增加，桩身变形显著减小。这表明了施加位移边界后地基中存在明显的应力扩散。当该距离小于5．5倍桩径时，在模型边界施加同等大小的水平位移所需应力显著增加。同时讨论了水平荷载加载位置与被动桩距离的合理范围，认为应在5～8倍桩径范围之内。 展开更多

关键词 被动桩 路堤 水平位移加载位置 位移边界条件 模型试验

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采空区上方建筑物地基附近的地表沉陷 被引量：4

9

作者 杨治林 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期49-51,共3页

根据载荷作用线上水平位移的特征和采空区上覆岩层破断后的结构形态,确定了位移边界条件;给出了采空区上方任意点的沉降位移、地表沉陷、地表水平位移以及建筑群引起的地表沉陷;探讨了在采空区和建筑物载荷的共同作用下地表的移动特性... 根据载荷作用线上水平位移的特征和采空区上覆岩层破断后的结构形态,确定了位移边界条件;给出了采空区上方任意点的沉降位移、地表沉陷、地表水平位移以及建筑群引起的地表沉陷;探讨了在采空区和建筑物载荷的共同作用下地表的移动特性。研究结果表明:建筑物引起的地表沉陷与建筑物和采空区的相对位置有关;建筑物附近的地表下沉随着采空区上覆岩土层厚度的增加而减小,呈非线性变化;在沉降范围内,建筑物两侧地表的水平位移均匀分布,方向相向,均指向建筑物。 展开更多

关键词 采空区 建筑物 位移边界条件 地表沉陷 地表水平位移

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基于多项式的无网格点插值法及其奇异性研究 被引量：1

10

作者 黄哲聪 郑宏 张静辉 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第2期128-131,共4页

基于多项式的无网格点插值法是一种全新的数值计算方法,它继承传统的无网格法精度高、收效快的优点,其位移边界条件更易实现,但它存在奇异性问题,针对这个问题,提出了单项基选择法,实践证明,单项基选择法在构建形函数时非常稳定高效,而... 基于多项式的无网格点插值法是一种全新的数值计算方法,它继承传统的无网格法精度高、收效快的优点,其位移边界条件更易实现,但它存在奇异性问题,针对这个问题,提出了单项基选择法,实践证明,单项基选择法在构建形函数时非常稳定高效,而且可以有效地减少奇异性;还介绍了PIM的基本理论及实现过程,并用算例说明该法的特点. 展开更多

关键词 奇异性 插值法 网格点 多项式 数值计算方法 位移边界条件 无网格法 继承传统 实现过程 选择法 形函数 PIM 单项 算例

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沉桩挤土的数值模拟与土体物理参数的变化分析 被引量：1

11

作者 卢文晓 王芝银 计宏 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2005年第1期17-20,36,共5页

由于沉桩造成的桩周土体的侧移和隆起对周围的建筑物和设施造成的事故时有发生,研究沉桩对周围土体的影响规律,对于控制这类工程事故的发生具有非常重要的意义。基于圆孔扩张法的基本思想,对以往分析中处理桩土接触问题的方法进行了简化... 由于沉桩造成的桩周土体的侧移和隆起对周围的建筑物和设施造成的事故时有发生,研究沉桩对周围土体的影响规律,对于控制这类工程事故的发生具有非常重要的意义。基于圆孔扩张法的基本思想,对以往分析中处理桩土接触问题的方法进行了简化,通过在接触边界上给土体施加位移边界条件来模拟桩对周围土体的作用,采用分段压入的方式对沉桩过程进行了有限元模拟,分析了沉桩后桩体周围土体的变形规律和力学行为,并且对沉桩完成后的土体的物理参数进行了量化分析,得到了压桩前后土体单元物理参数的量化关系式。 展开更多

关键词 物理参数 变化分析 数值模拟 挤土 周围土体 位移边界条件 有限元模拟 影响规律 工程事故 基本思想 圆孔扩张 接触问题 沉桩过程 力学行为 变形规律 量化分析 建筑物 关系式 体单元 侧移 桩周 桩土 桩体 压桩

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磁场中薄板功的互等定理

12

作者 陈英杰 付宝连 鲍东杰 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2003年第2期217-219,共3页

对于两个具有相同的材料、尺寸和形状,但可以具有不同的不变横向磁场作用,还可以具有不相同的静力边界条件和位移边界条件的金属模板进行了分析研究,并在这两个金属模板之间建立了功的互等定理。作为算例,应用该互等定理计算了在横向磁... 对于两个具有相同的材料、尺寸和形状,但可以具有不同的不变横向磁场作用,还可以具有不相同的静力边界条件和位移边界条件的金属模板进行了分析研究,并在这两个金属模板之间建立了功的互等定理。作为算例,应用该互等定理计算了在横向磁场中两对边简支和另两对边固定金属薄矩形板的固有频率。计算表明,该定理简便实用,适合于工程实际应用。 展开更多

关键词 横向磁场 金属薄板 功 互等定理 固有频率 自由振动 静力边界条件 位移边界条件

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二维型材拉弯成形有限元模拟夹头运动轨迹设计算法 被引量：5

13

作者 黎明 魏耀光 +4 位作者 王永军 王安洋 张恪 门向南 邓涛 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期253-258,共6页

当采用位移法进行型材拉弯成形过程有限元模拟时,需要设计夹头的运动轨迹。针对于拉弯件引导线是复杂的二维变曲率问题难以处理,提出了一种根据型材拉弯零件数模截面形心引导线离散点数据,得出不同预拉量和在拉弯过程中截面中性层内移... 当采用位移法进行型材拉弯成形过程有限元模拟时,需要设计夹头的运动轨迹。针对于拉弯件引导线是复杂的二维变曲率问题难以处理,提出了一种根据型材拉弯零件数模截面形心引导线离散点数据,得出不同预拉量和在拉弯过程中截面中性层内移量与夹头在拉弯过程中的位移轨迹坐标的关系的计算模型,并根据有限元边界条件的定义要求,通过变换和归一处理,建立了拉弯成形模拟过程中夹头的位移边界条件定义数据的计算方法。通过有限元模拟实例验证,表明所建立的拉弯成形夹头轨迹设计算法准确可靠。 展开更多

关键词 拉弯成形 夹头轨迹设计 有限元模拟 回弹 位移边界条件

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一种具有delta函数性质的无网格方法——点插值法(PIM)

14

作者 周家杰 李光耀 +1 位作者 钟志华 赵慧 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第S1期27-30,共4页

点插值法(PIM)是近年来发展起来的一种新的无网格法。它不仅继承了以往无网格法的优点:不需建立网格、精度高、后处理方便、收剑快等,而且由于自身的插值函数具有delta函数性质而可克服以往其他无网格法的缺点如:计算和选择形函数的繁... 点插值法(PIM)是近年来发展起来的一种新的无网格法。它不仅继承了以往无网格法的优点:不需建立网格、精度高、后处理方便、收剑快等,而且由于自身的插值函数具有delta函数性质而可克服以往其他无网格法的缺点如:计算和选择形函数的繁杂及耗时;主要位移边界条件上的难以实现等等.本文介绍其基本原理及实现过程。作者将其和FEM,EFGM作比较,并用算例表明,该法具有一定的发展前景。 展开更多

关键词 无网格 插值函数 主要位移边界条件 delta函数

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基于遗传算法的机翼柔性蒙皮全参数优化设计 被引量：6

15

作者 吕帅帅 王彬文 +1 位作者 杨宇 王志刚 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期617-623,I0011,共8页

为解决变弯度机翼前缘柔性蒙皮结构设计问题,提出基于遗传算法的柔性蒙皮全参数优化方法。采用"刚度剪裁"设计理念,以大型远程飞机前缘为研究对象,通过优化变量缩减、设计区域规划和边界条件位移等效,对柔性蒙皮结构进行工程... 为解决变弯度机翼前缘柔性蒙皮结构设计问题,提出基于遗传算法的柔性蒙皮全参数优化方法。采用"刚度剪裁"设计理念,以大型远程飞机前缘为研究对象,通过优化变量缩减、设计区域规划和边界条件位移等效,对柔性蒙皮结构进行工程简化,在保证变形精度的同时达到降低模型复杂度的目的;基于遗传算法对蒙皮结构进行全参数同步优化,以获得混合优化变量的全局最优解。研究表明,该方法在兼顾优化效率和制造可实现的基础上,使前缘蒙皮变形的最小二乘误差(LSE)降低60%,最大偏移误差降低64%,可显著提高变形精度。 展开更多

关键词 变弯度前缘 柔性蒙皮 全参数优化 边界条件位移等效 变量缩减 遗传算法

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