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基于等参梯度单元的功能梯度材料结构分析
被引量：
2
1
作者
张龙
邱荣凯
+1 位作者
程俊
刘秉斌
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期551-561,共11页
为了解决功能梯度材料非均质特征引起的特殊力学行为的模拟仿真技术难题,本文基于有限元基本理论框架,将材料梯度引入形函数,对单元刚度矩阵进行改写,发展了平面四节点与八节点等参梯度单元,并采用高斯积分数值处理方法,基于ABAQUS平台...
为了解决功能梯度材料非均质特征引起的特殊力学行为的模拟仿真技术难题,本文基于有限元基本理论框架,将材料梯度引入形函数,对单元刚度矩阵进行改写,发展了平面四节点与八节点等参梯度单元,并采用高斯积分数值处理方法,基于ABAQUS平台开发了等参梯度单元UEL(User‑defined element)子程序,建立了功能梯度材料结构件的仿真分析方法。采用功能梯度材料正方形平板,研究网格密度对计算结果的影响,验证了平面四节点与八节点等参梯度单元的收敛性。将本文梯度单元与常规单元的计算精度进行了对比分析。当载荷条件较复杂时,常规单元计算的应力场出现阶跃,严重失真;而梯度单元得到的应力场光滑连续,可以采用较少数目的单元,即可得到比常规单元更为精确的计算结果。最后进行了功能梯度材料开孔结构和悬臂梁的计算分析,得到收敛解,需要采用的梯度单元数量远少于常规单元。研究表明,平面四节点与八节点梯度单元计算精度和效率均优于平面八节点常规单元,更优于平面四节点常规单元。
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关键词
功能
梯度
材料
等参梯度单元
结构分析
有限元
UEL
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职称材料
基于ABAQUS的功能梯度材料等参梯度有限元分析
被引量：
15
2
作者
黄立新
杨真真
+1 位作者
张晓磊
阳明
《玻璃钢／复合材料》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期33-39,共7页
以大型商用有限元软件ABAQUS为计算平台,基于等参梯度单元法的思想,建立功能梯度材料结构的有限元分析模型,进行有限元计算分析。数值算例表明,等参梯度有限单元法的应力和位移计算结果均与解析解吻合得很好。根据设计组分材料Y-TZP弹...
以大型商用有限元软件ABAQUS为计算平台,基于等参梯度单元法的思想,建立功能梯度材料结构的有限元分析模型,进行有限元计算分析。数值算例表明,等参梯度有限单元法的应力和位移计算结果均与解析解吻合得很好。根据设计组分材料Y-TZP弹性模量的三种工况,讨论了弹性模量梯度系数对有限元计算结果的影响。通过有限元网格加密的数值算例,发现等参梯度有限单元法具有精度高和收敛快的特点。
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关键词
功能
梯度
材料
等参梯度单元
梯度
系数
有限元分析
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职称材料
题名
基于等参梯度单元的功能梯度材料结构分析
被引量：
2
1
作者
张龙
邱荣凯
程俊
刘秉斌
机构
中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所
出处
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期551-561,共11页
基金
国家自然科学基金青年基金(51605476)资助项目
全军装备军内科研项目(JK20202A040525)资助项目。
文摘
为了解决功能梯度材料非均质特征引起的特殊力学行为的模拟仿真技术难题,本文基于有限元基本理论框架,将材料梯度引入形函数,对单元刚度矩阵进行改写,发展了平面四节点与八节点等参梯度单元,并采用高斯积分数值处理方法,基于ABAQUS平台开发了等参梯度单元UEL(User‑defined element)子程序,建立了功能梯度材料结构件的仿真分析方法。采用功能梯度材料正方形平板,研究网格密度对计算结果的影响,验证了平面四节点与八节点等参梯度单元的收敛性。将本文梯度单元与常规单元的计算精度进行了对比分析。当载荷条件较复杂时,常规单元计算的应力场出现阶跃,严重失真;而梯度单元得到的应力场光滑连续,可以采用较少数目的单元,即可得到比常规单元更为精确的计算结果。最后进行了功能梯度材料开孔结构和悬臂梁的计算分析,得到收敛解,需要采用的梯度单元数量远少于常规单元。研究表明,平面四节点与八节点梯度单元计算精度和效率均优于平面八节点常规单元,更优于平面四节点常规单元。
关键词
功能
梯度
材料
等参梯度单元
结构分析
有限元
UEL
Keywords
functionally graded material
isoparametric graded element
structure analysis
finite element
user-defined element(UEL)
分类号
V259 [一般工业技术—材料科学与工程]
O242.21 [理学—计算数学]
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职称材料
题名
基于ABAQUS的功能梯度材料等参梯度有限元分析
被引量：
15
2
作者
黄立新
杨真真
张晓磊
阳明
机构
广西大学土木建筑工程学院
广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室
同济大学土木工程学院地下建筑与工程系
出处
《玻璃钢／复合材料》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期33-39,共7页
基金
国家自然科学基金(11262002)
文摘
以大型商用有限元软件ABAQUS为计算平台,基于等参梯度单元法的思想,建立功能梯度材料结构的有限元分析模型,进行有限元计算分析。数值算例表明,等参梯度有限单元法的应力和位移计算结果均与解析解吻合得很好。根据设计组分材料Y-TZP弹性模量的三种工况,讨论了弹性模量梯度系数对有限元计算结果的影响。通过有限元网格加密的数值算例,发现等参梯度有限单元法具有精度高和收敛快的特点。
关键词
功能
梯度
材料
等参梯度单元
梯度
系数
有限元分析
Keywords
functionally graded materials
isoparametric graded finite element
nonhomogeneity parameters
finite element analysis
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
O316 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
基于等参梯度单元的功能梯度材料结构分析
张龙
邱荣凯
程俊
刘秉斌
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
在线阅读
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职称材料
2
基于ABAQUS的功能梯度材料等参梯度有限元分析
黄立新
杨真真
张晓磊
阳明
《玻璃钢／复合材料》
CAS
CSCD
北大核心
2014
15
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职称材料
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