论文部分内容阅读
无网格伽辽金法是近年发展起来的与有限元相似的一种数值方法。它采用移动最小二乘法构造形函数,从能量泛函的弱变分形式中得到控制方程,并用拉格朗日乘子法施加本质边界条件,从而得到偏微分方程的数值解。该法只需节点信息,不需将节点连成单元,避免了大量的网格划分工作;场函数及其梯度在整个求解域内是连续的;精度高、后处理方便等优点。无网格伽辽金法的数学基础是移动最小二乘法。用移动最小二乘法构造形函数时,只需在求解的区域内布置一系列的节点,因此,无网格伽辽金法可以不需单元。但是,移动最小二乘法的近似函数不一定精确地通过所有的计算点,除非使用奇异的权函数。所以,本质边界条件的施加和集中载荷的处理变得复杂;但与这种方法带来的优势相比,是微不足道的。本文系统介绍了无网格法发展现状及无网格伽辽金法的基本理论,着重阐述了基于移动最小二乘法的无网格伽辽金法的基本方程,不连续处理,本质边界条件的施加,以及离散方案。并对影响无网格伽辽金法计算精度的三个主要因素(权函数、节点的影响域和节点的分布密度及布置)进行分别分析,并得出有指导意义的结论。目前无网格伽辽金法的研究都集中在线弹性材料上,本文将有限元中应用成熟的OTTOSEN本构模型和最大拉应变准则应用到无网格法中,对钢筋混凝土构件进行了非线性无网格分析,用该方法判断裂缝开展并寻找出裂缝的开裂轨迹,从而避免了有限元对裂缝处理的尴尬局面。本文选用了素混凝土和钢筋混凝土构件分别进行了模拟计算,结果表明该方法在处理混凝土裂缝问题上是可行的。