基于加幂积分法的水面船舶有限时间轨迹跟踪控制

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作者 曾道辉 蔡成涛 《船舶》 2024年第2期9-18,共10页

针对具有在模型参数不确定性和未知时变扰动下的水面船舶,该文提出1种基于扩张状态观测器的有限时间轨迹跟踪控制方案。首先,基于反步法和加幂积分法,提出了1种新的有限时间控制律,所设计的控制器通过采用连续反馈,可确保水面船舶的轨... 针对具有在模型参数不确定性和未知时变扰动下的水面船舶,该文提出1种基于扩张状态观测器的有限时间轨迹跟踪控制方案。首先,基于反步法和加幂积分法,提出了1种新的有限时间控制律,所设计的控制器通过采用连续反馈,可确保水面船舶的轨迹跟踪误差在有限时间内收敛到原点附近的邻域内;其次,在李雅普诺夫意义下严格证明了闭环控制系统的有限时间稳定性;最后,通过仿真比较表明了所提出的控制方案的优越性。 展开更多

关键词 水面船舶 轨迹跟踪 扩张状态观测器 有限时间控制器 加幂积分法

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含裂缝管桩低应变测试的三维数值分析 被引量：5

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作者 卢志堂 程晓东 +3 位作者 郭扬 柯宅邦 王飞 陶俊 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第10期1391-1396,共6页

文章采用弹性动力有限积分法(elastodynamic finite integration technique,EFIT)对含裂缝管桩的低应变完整性检测进行三维数值分析,建立了柱坐标系下的管桩数值模型,根据初始和边界条件,得出含裂缝管桩的桩顶轴向速度响应,并与实测数... 文章采用弹性动力有限积分法(elastodynamic finite integration technique,EFIT)对含裂缝管桩的低应变完整性检测进行三维数值分析,建立了柱坐标系下的管桩数值模型,根据初始和边界条件,得出含裂缝管桩的桩顶轴向速度响应,并与实测数据对比验证了算法的准确性;分析了激振脉冲宽度、裂缝产状、裂缝长度及位置对桩顶轴向速度响应的影响;提出一种提高裂缝定位效果的修正方法。结果表明:EFIT适用于含裂缝管桩低应变测试的模拟;低应变反射波法不能用于识别轴向裂缝,但可用于识别横向裂缝;激振脉冲越宽,对横向裂缝的识别效果越差;由传统一维理论得出的横向裂缝位置偏浅;提出的修正方法有助于提高裂缝定位的效果。研究结果可为管桩裂缝的低应变检测提供参考。 展开更多

关键词 低应变完整性检测 三维数值分析 弹性动力有限积分法(EFIT) 管桩 裂缝

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奥氏体不锈钢00Cr17Ni14Mo2断裂力学参量的有限元计算和实验验证 被引量：3

3

作者 曾祥国 王清远 +1 位作者 郑恒伟 高芝晖 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期19-23,共5页

奥氏体不锈钢00Cr17Ni14Mo2由于具有优越的综合机械性能而被用于制造重要零部件。为了使奥氏体不锈钢00Cr17Ni14Mo2零部件能安全工作,用MTS高级材料实验机在应变控制条件下获得奥氏体不锈钢00Cr17Ni14Mo2的单向拉伸应力应变曲线和常规... 奥氏体不锈钢00Cr17Ni14Mo2由于具有优越的综合机械性能而被用于制造重要零部件。为了使奥氏体不锈钢00Cr17Ni14Mo2零部件能安全工作,用MTS高级材料实验机在应变控制条件下获得奥氏体不锈钢00Cr17Ni14Mo2的单向拉伸应力应变曲线和常规的机械性能参数;用三点弯曲试件测定了00Cr17Ni14Mo2的J积分。基于虚拟裂纹闭合法和Rice的J积分法,利用ANSYS有限元商业软件对三点弯曲试件进行了有限元分析计算,获得了相应载荷下的能量释放率G和J积分。并将计算结果与实验值进行了比较。理论计算与实验结果的比较表明:理论计算与实验结果相当吻合,该方法可用于奥氏体不锈钢构件断裂力学参量的数值分析和计算。 展开更多

关键词 00CR17NI14MO2 J积分 能量释放率 虚拟裂纹闭合法 有限元法

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2.5～6.0GHz信号的体内植入式信道特性分析及建模 被引量：4

4

作者 韦保林 岳宏卫 +3 位作者 周茜 韦雪明 徐卫林 段吉海 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期2019-2023,共5页

该文采用基于有限积分法（FIT）的3D电磁（EM）仿真工具以及源于男性活体CT及MRI切片图像构建的3维人体电磁模型,分析研究2.5~6.0 GHz电磁波在人体内的路径损耗及比吸收率（SAR）特性,考察该频段信号在人体内外通信的有效性并建立相应... 该文采用基于有限积分法（FIT）的3D电磁（EM）仿真工具以及源于男性活体CT及MRI切片图像构建的3维人体电磁模型,分析研究2.5~6.0 GHz电磁波在人体内的路径损耗及比吸收率（SAR）特性,考察该频段信号在人体内外通信的有效性并建立相应的信道数学模型。分析结果表明：采用2.5~6.0 GHz频段信号实现人体植入式生物医学电子设备无线通信是可行的、安全的;所建立的改进型幂律函数信道模型能较好地描绘该频段信号在人体内的路径损耗特性,在2.5 GHz和6.0 GHz频率处信道模型与电磁计算结果的均方根误差（RMSE）分别为2.78 dB和8.30 dB。 展开更多

关键词 人体电磁模型 可植入式设备 信道模型 超宽带 有限积分法

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三峡升船机船-水-厢耦合系统的非线性有限元时域计算 被引量：3

5

作者 阮诗伦 程耿东 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期290-295,共6页

根据三峡升船机船厢的受力特点,在船厢的纵剖面上建立了非线性水波方程和船-水-厢的耦合运动方程。对非线性水波方程利用摄动理论进行分解得到一阶方程和二阶方程,然后运用伽辽金法得到耦合的有限元离散方程,结合精细积分法进行时域计... 根据三峡升船机船厢的受力特点,在船厢的纵剖面上建立了非线性水波方程和船-水-厢的耦合运动方程。对非线性水波方程利用摄动理论进行分解得到一阶方程和二阶方程,然后运用伽辽金法得到耦合的有限元离散方程,结合精细积分法进行时域计算。计算采用平面八节点等参单元,并给出了若干算例。 展开更多

关键词 三峡升船机 船-水-厢耦合系统 受力特点 非线性水波方程 摄动理论 伽辽金法 精细积分法

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一种快速求解波导模式瞬态响应的新方法 被引量：1

6

作者 李思敏 姜兴 林为干 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期194-198,208,共6页

应用有限积分技术,构造出一种快速求解波导特征模瞬态响应的时域有限差分格式。应用该方法计算的结果与通常三维的时域有限差分方法计算的结果十分吻合,但该方法具有很高的计算效率。在新的差分格式下,通过人工添加损耗项,构造出一种新... 应用有限积分技术,构造出一种快速求解波导特征模瞬态响应的时域有限差分格式。应用该方法计算的结果与通常三维的时域有限差分方法计算的结果十分吻合,但该方法具有很高的计算效率。在新的差分格式下,通过人工添加损耗项,构造出一种新的损耗传输线模型;该方法改善了截断边界条件对虚假反射回波的吸收性能,使虚假的反射回波低于-60dB。 展开更多

关键词 有限积分技术 波导 特征模 时域有限差分

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人体对低频强电磁场吸收剂量的仿真研究 被引量：1

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作者 辛文辉 颜国正 +1 位作者 王文兴 贾智伟 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期271-275,403,共6页

采用有限积分技术,在人体电磁仿真模型上求解了人体组织在低频强电磁场中的电磁吸收剂量。结果表明:人体组织的感应电流密度和比吸收率主要取决于电场强度;在不同的人体组织中,肌肉中的电磁吸收剂量最大,应作为人体安全性衡量指标的主... 采用有限积分技术,在人体电磁仿真模型上求解了人体组织在低频强电磁场中的电磁吸收剂量。结果表明:人体组织的感应电流密度和比吸收率主要取决于电场强度;在不同的人体组织中,肌肉中的电磁吸收剂量最大,应作为人体安全性衡量指标的主要监测对象。 展开更多

关键词 有限积分技术 感应电流密度 比吸收率

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二维压电材料动强度因子的扩展有限元计算 被引量：3

8

作者 刘鹏 余天堂 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第13期76-80,92,共6页

采用扩展有限元求解二维弹性压电材料动断裂问题。扩展有限元的网格独立于裂纹,因此网格生成可大大地简化,且裂纹扩展时不需重构网格。采用相互作用积分技术计算动强度因子。比较了标准的力裂尖加强函数和力-电裂尖加强函数对动强度因... 采用扩展有限元求解二维弹性压电材料动断裂问题。扩展有限元的网格独立于裂纹,因此网格生成可大大地简化,且裂纹扩展时不需重构网格。采用相互作用积分技术计算动强度因子。比较了标准的力裂尖加强函数和力-电裂尖加强函数对动强度因子的影响,结果表明标准的力裂尖加强函数能有效地分析压电材料动断裂问题。分析了极化方向对动强度因子的影响。数值分析表明采用扩展有限元获得的动强度因子与其他数值方法解吻合得很好。 展开更多

关键词 扩展有限元 压电材料 动断裂力学 动强度因子 相互作用积分技术

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植入式生物医学电子的UWB无线通信可行性建模研究 被引量：1

9

作者 韦保林 岳宏卫 +3 位作者 周茜 韦雪明 徐卫林 段吉海 《电讯技术》 北大核心 2013年第3期357-362,共6页

为考察超宽带(UWB)实现植入式生物医学电子设备无线通信的可行性及信道传播特性,基于男性活体CT及MRI切片图像,构建了一个频率范围在1～10.8 GHz的高分辨率三维人体电磁模型,考虑了85种不同人体组织或器官的电磁特性参数;将模型嵌入基... 为考察超宽带(UWB)实现植入式生物医学电子设备无线通信的可行性及信道传播特性,基于男性活体CT及MRI切片图像,构建了一个频率范围在1～10.8 GHz的高分辨率三维人体电磁模型,考虑了85种不同人体组织或器官的电磁特性参数;将模型嵌入基于有限积分法(FIT)的三维电磁仿真软件进行电磁计算,考察电磁波在人体内的路径损耗及比吸收率特性。实验结果表明:该模型能较好地描绘真实人体的电磁特性,信号在人体内的衰减随频率的升高及植入深度的加深而加重;在植入深度达160mm时,3.5 GHz信号的路径损耗为75 dB;参考功率为27 dBm时,人体对3.5 GHz信号的比吸收率在安全值范围内;证实了采用UWB频段内的3.5 GHz实现植入式生物医学电子无线通信的可行性和安全性。 展开更多

关键词 可植入式设备 超宽带 人体电磁模型 电磁辐射 有限积分法

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弹体内置矩形腔屏蔽效能分析 被引量：2

10

作者 李春荣 王新政 冯延彬 《电讯技术》 北大核心 2012年第2期250-254,共5页

为提高导弹强电磁脉冲防护能力,采用有限积分法对弹体内置矩形腔体的屏蔽效能进行了数值模拟。重点分析了双层嵌套腔体屏蔽效能与单层腔体屏蔽效能之间的关系,以及末制导雷达天线转动对壳体屏蔽效能的影响。结果表明:双层嵌套在L频段可... 为提高导弹强电磁脉冲防护能力,采用有限积分法对弹体内置矩形腔体的屏蔽效能进行了数值模拟。重点分析了双层嵌套腔体屏蔽效能与单层腔体屏蔽效能之间的关系,以及末制导雷达天线转动对壳体屏蔽效能的影响。结果表明:双层嵌套在L频段可提高屏蔽效能30 dB左右,但在S频段嵌套腔体与内层腔体的屏蔽效能相当;当外层腔体与内层腔体上孔缝共振频率相近时,嵌套腔体屏蔽效能会急剧恶化;天线转动对屏蔽效能的影响与入射波频段相关。该研究对提高导弹电磁防护能力具有指导意义。 展开更多

关键词 导弹系统 电磁脉冲防护 弹体 嵌套腔体 电磁耦合 有限积分法 屏蔽效能

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应用四边形单元稳定化有限元方法求解定常不可压缩流动问题(英文) 被引量：1

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作者 于佳平 史峰 +1 位作者 李剑 李开泰 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期309-316,共8页

本文回顾了李剑等针对Stokes和Navier-Stokes方程提出的一种新稳定化有限元方法,该方法采用局部高斯积分残差技术,适用于最低阶等阶(双)线性有限元对.对于等价双线性元对,给出了求解Stokes和Navier-Stokes方程的一些数值算例,验证了理... 本文回顾了李剑等针对Stokes和Navier-Stokes方程提出的一种新稳定化有限元方法,该方法采用局部高斯积分残差技术,适用于最低阶等阶(双)线性有限元对.对于等价双线性元对,给出了求解Stokes和Navier-Stokes方程的一些数值算例,验证了理论分析的正确性. 展开更多

关键词 STOKES方程 Navier-Stokes方程 稳定化有限元方法 局部高斯积分残差技术 INF-SUP条件

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基于有限积分法的电磁兼容吸波材料反射率的建模仿真 被引量：6

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作者 鞠文静 周忠元 +2 位作者 蒋全兴 景莘慧 周香 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期474-477,共4页

针对电磁兼容吸波材料反射率试验测试成本较高、理论方法难以精确预测的问题,提出了基于有限积分法的吸波材料反射率的建模仿真方法.使用该方法计算了矩形同轴测试装置空载反射系数,以及分别加载铁氧体瓦和角锥泡沫吸波材料后的反射系数... 针对电磁兼容吸波材料反射率试验测试成本较高、理论方法难以精确预测的问题,提出了基于有限积分法的吸波材料反射率的建模仿真方法.使用该方法计算了矩形同轴测试装置空载反射系数,以及分别加载铁氧体瓦和角锥泡沫吸波材料后的反射系数.吸波材料的介电常数和磁导率使用二阶通用色散模型进行拟合.对于铁氧体瓦,仿真得到的反射率略优于实测值,与产品提供的反射率曲线相比,在谐振点处相差10 d B.对于角锥泡沫吸波材料,仿真结果与实测值在有效测试频率范围内相差7 d B.对仿真结果与实验结果的差别进行分析,证明了该方法的可行性. 展开更多

关键词 吸波材料 电磁兼容 有限积分法

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辛流形与可积系统

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作者 曹策问 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 1989年第4期1-9,共9页

本文概述完全可积的Hamilton系统的研究,它的经典力学背景,以及作为理论框架的辛流形,着重考察从无穷维可积系统导出有限维可积系统的约化方法。分析了一些已有的结果,包括从孤子方程极点展开解导出的多体问题的可积性,对反散射方法的... 本文概述完全可积的Hamilton系统的研究,它的经典力学背景,以及作为理论框架的辛流形,着重考察从无穷维可积系统导出有限维可积系统的约化方法。分析了一些已有的结果,包括从孤子方程极点展开解导出的多体问题的可积性,对反散射方法的新认识,以及作者最近研究出的特征值问题的非线性化方法,用以获得新的有限维完全可积系统。 展开更多

关键词 有限维完全可积系统 辛流形 约化技术

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基于TDFIT的太赫兹波段透射特性仿真分析 被引量：2

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作者 李东阳 周晓 +2 位作者 王金泉 周小阳 崔铁军 《微波学报》 CSCD 北大核心 2015年第S1期56-60,共5页

本文基于时域有限积分技术(TDFIT)分析了不同湿度树叶在太赫兹波段透射特性。树叶的材质特性采用描述连续水粒子分布的双色散模型,计入树叶含水量(湿度)对电磁参数的影响。树叶几何模型采用NURBS曲面建模,并对树叶表面进行粗糙化处理。... 本文基于时域有限积分技术(TDFIT)分析了不同湿度树叶在太赫兹波段透射特性。树叶的材质特性采用描述连续水粒子分布的双色散模型,计入树叶含水量(湿度)对电磁参数的影响。树叶几何模型采用NURBS曲面建模,并对树叶表面进行粗糙化处理。为了精确描述树叶微小起伏及其连续材质分布,引入了共形时域有限积分技术,有效保证了计算精度和计算效率。对干树叶和湿树叶在THz照射下的透射特性进行仿真对比,随着水分的增大,太赫兹波的穿透能力下降。仿真结果并与实验结果进行比对,证实了电磁建模方法和计算算法的有效性。 展开更多

关键词 时域有限积分技术 透射特性 太赫兹波段

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高功率微波照射下阿基米德螺旋天线响应特性 被引量：4

15

作者 金祖升 李建轩 +2 位作者 施佳林 汤仕平 贺喜 《微波学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期1-5,共5页

天线在高功率微波辐照下的响应特性分析是研究后端接收电路干扰特性及毁伤效应的依据。以典型的平面阿基米德螺旋天线为研究对象,利用理论分析和时域有限积分方法相结合,研究了该天线在高功率微波场作用下的时域和频域响应特性,并开展... 天线在高功率微波辐照下的响应特性分析是研究后端接收电路干扰特性及毁伤效应的依据。以典型的平面阿基米德螺旋天线为研究对象,利用理论分析和时域有限积分方法相结合,研究了该天线在高功率微波场作用下的时域和频域响应特性,并开展了相关的试验验证。结果表明,通过Friis传输理论预估的发射功率和实际发射功率的误差在1 dB量级,仿真得到的响应信号和测试得到的响应信号在时域波形和频谱特性上均吻合较好,仿真方法正确有效,为高功率微波照射下天线响应特性的研究提供了技术支撑。 展开更多

关键词 高功率微波 天线响应 时域有限积分方法

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用于电磁波多尺度问题求解的高效FDTD-PITD混合算法 被引量：1

16

作者 康祯 杨方 +2 位作者 张瑞祥 刘俊峰 姚尧 《微波学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期46-52,共7页

针对电磁波多尺度问题的高效仿真需求,提出了基于亚网格技术的时域有限差分(FDTD)方法与时域精细积分(PITD)方法的混合数值算法。该混合算法的基本思想是采用局部亚网格技术分别对精细结构区域以及其他区域进行剖分,并应用FDTD方法和PIT... 针对电磁波多尺度问题的高效仿真需求,提出了基于亚网格技术的时域有限差分(FDTD)方法与时域精细积分(PITD)方法的混合数值算法。该混合算法的基本思想是采用局部亚网格技术分别对精细结构区域以及其他区域进行剖分,并应用FDTD方法和PITD方法分别对粗网格区域与细网格区域进行求解,同时构建信息交互策略交换细网格区域与粗网格区域的计算信息。一方面该方法减少了电磁波多尺度问题的网格剖分数目,显著降低了内存需求;另一方面由于应用于细网格区域的PITD方法不受Courant-Friedrich-Levy(CFL)数值稳定性条件的限制,该混合方法能够采用较大的时间步长进行仿真,减少了迭代步数以及CPU执行时间。数值计算结果验证了混合算法的稳定性、可行性以及高效性。 展开更多

关键词 时域有限差分方法 时域精细积分方法 混合算法 多尺度仿真 亚网格技术

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壳体开孔位置方式对压电振动加速度计屏蔽效能的影响

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作者 解连鑫 李邓化 +1 位作者 庞美飒 郝翠 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期425-429,共5页

由于压电振动加速度计壳体需要开孔穿过电源线和信号传输线等,当存在电磁脉冲干扰时,电磁脉冲会通过孔进入加速度计内部,导致加速度计失效。为此,应设计合理的开孔壳体使加速度计具有高抗电磁干扰性,使用CST软件利用有限积分(FIT)算法... 由于压电振动加速度计壳体需要开孔穿过电源线和信号传输线等,当存在电磁脉冲干扰时,电磁脉冲会通过孔进入加速度计内部,导致加速度计失效。为此,应设计合理的开孔壳体使加速度计具有高抗电磁干扰性,使用CST软件利用有限积分(FIT)算法对具有不同位置和排列方式的孔的壳体进行屏蔽效能仿真。通过仿真分析,针对论文中仿真的圆柱形壳体,提出应将孔安置在壳体内壁上、下1/4处并采取开3个尽量小的孔呈三角形排列方式的方案。实现增强加速度计壳体抗电磁脉冲干扰能力的目标,大大减少电磁脉冲对压电振动加速度计的影响。 展开更多

关键词 加速度计 壳体 电磁脉冲 FIT算法 屏蔽效能

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高功率微波辐照下抛物面天线的响应特性分析 被引量：1

18

作者 金祖升 李建轩 +1 位作者 张勇 施佳林 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2020年第3期26-30,共5页

针对天线响应信号仿真分析中激励源模拟、传播空间等效、仿真精度验证等难点,以典型抛物面天线为研究对象,提出了适用的仿真方案,计算了天线在高功率微波照射下的时频域响应特征。在此基础上,开展相应的响应特性实验,验证了仿真方法的... 针对天线响应信号仿真分析中激励源模拟、传播空间等效、仿真精度验证等难点,以典型抛物面天线为研究对象,提出了适用的仿真方案,计算了天线在高功率微波照射下的时频域响应特征。在此基础上,开展相应的响应特性实验,验证了仿真方法的正确性,为高功率微波照射下天线响应特性的研究提供了技术支撑。 展开更多

关键词 高功率微波 天线响应 时域有限积分方法

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基于Newmark隐式时间积分方案的裂纹动态扩展的数值计算方法 被引量：1

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作者 郭德平 李铮 +2 位作者 彭森林 曾志凯 吴岱峰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期689-697,共9页

扩展有限单元法(XFEM)是基于单位分解的思想,在常规有限元的位移模式中加入能够反映裂纹面不连续性的跳跃函数和裂纹尖端的渐近位移场函数,避免了常规有限单元法计算断裂问题时需要对裂纹尖端重新划分网格的不便以及繁重的计算量,并且... 扩展有限单元法(XFEM)是基于单位分解的思想,在常规有限元的位移模式中加入能够反映裂纹面不连续性的跳跃函数和裂纹尖端的渐近位移场函数,避免了常规有限单元法计算断裂问题时需要对裂纹尖端重新划分网格的不便以及繁重的计算量,并且裂纹的扩展独立于网格.标准有限元在处理时间积分时,在裂纹不断扩展的过程中整体刚度矩阵的自由度也会不断地增大,从而导致迭代计算无法进行.本文基于扩展有限单元法模拟动态裂纹扩展的方法,提出了新的Newmark隐式时间积分方案.此方法将所有节点都富集Heaviside函数和裂纹尖端的渐近位移场函数,即每个节点都有12个自由度,从而使得总体刚度矩阵式保持一致,避免迭代计算无法进行.同时,提出了一种稀疏矩阵技术来解决矩阵所占内存大和计算时间长的问题. 展开更多

关键词 扩展有限元 动态裂纹 Newmark隐式时间积分 稀疏矩阵技术

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