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广义有限元法计算飞机开口裂纹应力强度因子 被引量：1
1
作者 詹福宇 王生楠 张志贤 《航空工程进展》 2013年第1期49-53,共5页
机身开口圆角损伤可能逐渐形成裂纹从而严重影响飞机使用安全,为此对圆角裂纹进行剩余强度估算显得十分重要。使用Williams位移场广义有限元法进行裂尖单元加强,并对裂尖区域应用放射形网格划分技术,编写广义有限元法的MATLAB程序,研究... 机身开口圆角损伤可能逐渐形成裂纹从而严重影响飞机使用安全,为此对圆角裂纹进行剩余强度估算显得十分重要。使用Williams位移场广义有限元法进行裂尖单元加强,并对裂尖区域应用放射形网格划分技术,编写广义有限元法的MATLAB程序,研究并计算飞机舱门开口圆角裂纹的应力强度因子。结果表明:在裂纹分析上,广义有限元法较常规有限元法具有更好的适应性和更高的精度。 展开更多
关键词 广义有限元法 应力强度因子 机身开口裂纹 Williams位移场
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广义扩展有限元法及其在裂纹扩展分析中的应用 被引量：24
2
作者 章青 刘宽 +1 位作者 夏晓舟 杨静 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期427-432,共6页
结合广义有限元法(GFEM)和扩展有限元法(XFEM)的特点,提出了一种新的数值方法——广义扩展有限元法(GXFEM)。阐述了广义扩展有限元法的基本原理,对相关公式进行推导,探讨数值实施中需注意的重要问题,给出利用广义扩展有限元法进行断裂... 结合广义有限元法(GFEM)和扩展有限元法(XFEM)的特点,提出了一种新的数值方法——广义扩展有限元法(GXFEM)。阐述了广义扩展有限元法的基本原理,对相关公式进行推导,探讨数值实施中需注意的重要问题,给出利用广义扩展有限元法进行断裂分析时应力强度因子的计算方法,编写了广义扩展有限元法程序。通过算例进行了应力强度因子的计算,模拟了结构裂纹的扩展过程。算例结果表明,利用广义扩展有限元法计算裂纹扩展问题,不需要进行过密的网格划分,且网格在裂纹扩展后无需重新剖分,具有相当高的计算精度。 展开更多
关键词 广义扩展有限元法 应力强度因子 裂纹扩展 数值模拟 断裂力学
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广义节点有限元法 被引量：21
3
作者 栾茂田 田荣 杨庆 《计算力学学报》 CAS CSCD 2000年第2期192-200,共9页
应用流形方法思想 ,通过引入广义节点的概念 ,对传统有限元方法进行改进 ,建立了可具有任意高阶多项式插值函数的广义节点有限元方法。计算结果表明 ,广义节点有限元方法较之传统有限元方法有较高的精度。
关键词 流形 广义节点有限元法 有限元法
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基于广义扩展有限元法的裂纹追踪分析 被引量：1
4
作者 徐超 《福建建设科技》 2015年第1期28-31,共4页
广义扩展有限元法(GXFEM)是结合广义有限元法(GFEM)与扩展有限元法(XFEM)形成的一种新型数值分析方法。由于广义扩展有限元法同时继承了广义有限元法和扩展有限元法的优点,与其他数值方法相比具有独特的优势。本文阐述了广义扩展有限元... 广义扩展有限元法(GXFEM)是结合广义有限元法(GFEM)与扩展有限元法(XFEM)形成的一种新型数值分析方法。由于广义扩展有限元法同时继承了广义有限元法和扩展有限元法的优点,与其他数值方法相比具有独特的优势。本文阐述了广义扩展有限元法的基本原理和数值实现方法,编制了相关计算程序,实现其裂纹扩展的追踪分析。 展开更多
关键词 广义扩展有限元法 裂纹扩展 数值模拟
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非均质材料动力分析的广义多尺度有限元法 被引量：6
5
作者 卓小翔 刘辉 +1 位作者 楚锡华 徐远杰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期378-386,共9页
自然界和工程中的大部分材料都具有多尺度特征,当考察尺度小到一定程度后,都将表现出非均质性.针对非均质材料的动力问题,提出了一种广义多尺度有限元方法,其基本思想是利用静态凝聚法以及罚函数法构造能够反映单元内部材料非均质特性... 自然界和工程中的大部分材料都具有多尺度特征,当考察尺度小到一定程度后,都将表现出非均质性.针对非均质材料的动力问题,提出了一种广义多尺度有限元方法,其基本思想是利用静态凝聚法以及罚函数法构造能够反映单元内部材料非均质特性的多尺度位移基函数.与传统扩展多尺度有限元法中的基函数构造方式不同,广义多尺度有限元法的基函数无需通过在子网格域上多次求解椭圆问题得到,而可直接通过矩阵运算获得.其主要步骤如下:利用数值基函数将一个非均质单胞等效为一个宏观单元,进而形成整个结构的等效刚度矩阵,并得到宏观网格的节点位移,最后再次利用数值基函数得到微观尺度上的位移结果.该广义多尺度有限元法是扩展多尺度有限元法的一种新的拓展,可模拟具有更加复杂几何的非均质单胞的力学行为.通过数值算例,模拟了非均质材料的静力问题、广义特征值问题以及瞬态响应问题,计算结果表明:在边界条件一样的情况下,广义多尺度有限元法的计算结果与传统有限元的计算结果保持高度一致.与传统有限元相比,该方法在保证计算精度的同时极大地提高了计算效率.研究结果表明,广义多尺度有限元法能够很好地模拟非均质单胞的力学行为,具有良好的工程应用潜力. 展开更多
关键词 非均质材料 动力分析 广义多尺度有限元法 基函数
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用广义扩展有限元计算界面裂纹应力强度因子 被引量：2
6
作者 苏毅 王生楠 鲁龙坤 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1162-1168,共7页
广义扩展有限元法(GXFEM)是一种结合广义有限元法和扩展有限元法特点的新的数值模拟方法。给出了分析双材料界面裂纹应力强度因子(SIF)的广义扩展有限元法的基本原理。提出了一种新的双材料界面裂纹尖端富集函数,将裂纹尖端富集函数由1... 广义扩展有限元法(GXFEM)是一种结合广义有限元法和扩展有限元法特点的新的数值模拟方法。给出了分析双材料界面裂纹应力强度因子(SIF)的广义扩展有限元法的基本原理。提出了一种新的双材料界面裂纹尖端富集函数,将裂纹尖端富集函数由12项缩减为6项。双材料界面不连续,在常规有限元法的位移模式中加入基于水平集的富集函数,同时将裂纹单元结点和裂纹尖端单元结点自由度广义化,提高了计算精度。通过与文献结果的比较,表明了提出方法的精确度和可靠度。 展开更多
关键词 广义扩展有限元法(GXFEM) 界面裂纹 裂纹尖端富集函数 水平集 应力强度因子(SIF)
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平面广义四节点等参元GQ_4及其性能探讨 被引量：3
7
作者 栾茂田 田 荣 杨 庆 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期578-585,共8页
广义节点有限元是将传统有限元方法中的节点广义化,在不增加节点个数的前提下,仅通过提高广义节点的插值函数的阶次,从而达到提高有限元解精度的目的.与现有的p型和hp型有限元不同,在这种新的有限元中,节点自由度全部定义在节点处,在理... 广义节点有限元是将传统有限元方法中的节点广义化,在不增加节点个数的前提下,仅通过提高广义节点的插值函数的阶次,从而达到提高有限元解精度的目的.与现有的p型和hp型有限元不同,在这种新的有限元中,节点自由度全部定义在节点处,在理论与程序实现上与传统有限元方法具有很好的相容性,传统有限元方法是这种新方法的广义节点退化为0阶时的特殊情形.文中主要讨论了这一新方法的四节点等参元（记为GQ4）的形式.对GQ4进行的各种数值试验表明,所发展的广义四节点等参单元具有精度高且无剪切自锁与体积自锁等的特点. 展开更多
关键词 平面广义四节点 插值函数 有限元法 等参单元 广义节点 广义有限元 广义节点有限元法
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一种基于H-R变分的杂交广义元方法
8
作者 杨森森 马永其 冯伟 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第3期272-281,共10页
基于Hellinger-Reissner变分原理,通过构造合适的应力场函数使其能更方便和更准确地得到节点上的应力值,同时结合广义有限元构造广义位移插值的方法,在不提高单元节点数目的前提下提高位移场函数的阶次,从而提高其求解精度.这种方法能... 基于Hellinger-Reissner变分原理,通过构造合适的应力场函数使其能更方便和更准确地得到节点上的应力值,同时结合广义有限元构造广义位移插值的方法,在不提高单元节点数目的前提下提高位移场函数的阶次,从而提高其求解精度.这种方法能同时灵活地构造应力场和位移场,在同等精度条件下能占用较少内存和求解更少的方程数目,计算结果也显示了这种方法的有效性和很高的计算精度. 展开更多
关键词 杂交元 Hellinger-Reissner变分原理 广义有限元法 节点位移插值函数 应力函数
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数值流形法独立覆盖区域的一种自动选取方法 被引量：3
9
作者 林绍忠 苏海东 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2014年第12期88-91,共4页
部分重叠覆盖的数值流形法是一种以独立覆盖为主的分析方式。为了在常规尺寸单元的数学网格中自动选取独立覆盖区域,应用图的着色方法将数学网格的单元分为若干个独立集。在此基础上,以独立覆盖区域最多为原则,选择用于定义独立覆盖的单... 部分重叠覆盖的数值流形法是一种以独立覆盖为主的分析方式。为了在常规尺寸单元的数学网格中自动选取独立覆盖区域,应用图的着色方法将数学网格的单元分为若干个独立集。在此基础上,以独立覆盖区域最多为原则,选择用于定义独立覆盖的单元(其所有结点覆盖合并为一个覆盖),其余单元作为重叠区域以保持连续性,不属于独立覆盖单元的结点作为常规的结点覆盖。通过算例,揭示了重叠覆盖间的线性相关仅存在于数学网格边界上的结点覆盖,覆盖合并可以减少整体刚度矩阵零特征值的数目,甚至完全避免线性相关。 展开更多
关键词 数值流形法 广义有限元法 独立覆盖 自动选择 图着色 线性相关
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Ⅲ型应力强度因子分析的Williams单元 被引量：4
10
作者 徐华 杨绿峰 佘振平 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期3237-3243,共7页
基于反平面断裂是工程结构的一类重要断裂类型,利用常规单元或奇异单元分析Ⅲ型裂尖应力强度因子(简记为SIF)时存在诸多困难,首先建立Ⅲ型裂纹裂尖奇异区单元总体位移场的Williams级数表达式,利用普通有限元形函数建立奇异域子单元的局... 基于反平面断裂是工程结构的一类重要断裂类型,利用常规单元或奇异单元分析Ⅲ型裂尖应力强度因子(简记为SIF)时存在诸多困难,首先建立Ⅲ型裂纹裂尖奇异区单元总体位移场的Williams级数表达式,利用普通有限元形函数建立奇异域子单元的局部位移场,然后根据总体场控制局部场的原则,建立裂尖奇异域分析的Williams单元,以直接确定Ⅲ型裂纹裂尖的SIF。在此基础上,研究Williams单元的径向离散因子、离散数和级数项这3个重要参数以及裂纹长度对裂尖SIF的影响,并给出这3个重要参数的建议值。研究结果表明:对于Ⅲ型裂纹应力强度因子,Williams单元具有很高的计算精度和效率。 展开更多
关键词 Ⅲ型裂纹 应力强度因子 Williams单元 广义参数有限元法
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