基于新型Zienkiewicz元的组合弹性结构问题的有限元方法

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:xiaziaipao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
组合弹性结构通常由相同或不同维数的若干弹性子结构(弹性体,板,梁等)以适当的刚接条件耦合而成,广泛应用于工程领域.在过去的几十年里,越来越多的学者关注于此.本文在前人已有工作的基础上,运用具有良好工程特性的新型Zienkiewicz非协调元建立求解一般组合弹性结构问题的新型有限元方法,并针对该方法在简单模型的振动问题和区域分解算法上的应用进行了理论研究和数值实验.   首先对求解一般组合弹性结构的稳态问题,提出了P1-P3-NZT有限元法.该方法对体位移、板纵向位移、杆纵向位移和杆转角采用了线性协调元离散,对杆的横向方向采用三次Hermit元离散,对板横向方向采用新型Zienkiewicz元离散,并在各个弹性组件之间采用适当的边界条件耦合得全局离散向量场.接着给出了该方法能量模意义下的最优误差,并以求解一个弹性板-板结构问题的数值效果验证了该方法的有效性.该方法的最大优点是节点自由度都定义在剖分单元的顶点,从而利于编程和实际应用.   进一步,提出了一种用P1-NZT有限元法离散求解一般弹性体-板问题的非重叠区域分解算法.该方法对体位移和板纵向位移用P1协调元离散,对板的横向位移采用新型Zienkiewicz元离散,结合非重叠区域分解算法,即“力-位移”Schwarz交替法而成.主要的创新点是通过引进新的估计技巧,证明该方法即使对于任意正则三角剖分,其收敛率均是最优的,不依赖有限元网格剖分尺度.该算法从而可结合自适应技巧以提高求解实际问题的计算效率.该算法的计算效果通过一些数值结果得以说明.   同时,为了考察该新型有限元法在振动问题上的应用效果,针对弹性板-板结构的振动问题,给出了半离散和全离散有限元方法,即对板件的纵向位移用线性协调元离散,对板件的横向位移用新型Zienkiewicz元离散,从而获得求解该问题的半离散有限元方法.接着采用中心差分格式离散时间方向的二阶导数,建立了相应的全离散有限元格式,并给出了两种不同初始函数选择方法,以及能量模意义下的误差估计,并以数值例子展示了计算效果.   在本文的最后部分给出了简要的总结与展望.
其他文献
网格曲面去噪是计算机图形学领域的重要问题之一。随着三维扫描设备的普及以及三维建模技术的不断发展,人们能够获得的三维网格数据越来越多,然而由于扫描设备采集的原始数据
网络的诊断就是通过测试来识别系统的错误节点,诊断数对网络的设计和分析有着非常重要的意义。本文介绍了互连网络拓扑结构的强诊断性和局部可诊断性的基本理论和方法,并将其应
在中国现代史上,有这样一支部队,它于1937年8月1日在山西太原举起了战旗;在八年抗战中,它进行了英勇顽强、艰苦卓绝的斗争;在解放战争中,它南征北战,用鲜血和生命谱写了一曲
本文针对平面弹性问题,设计和分析了相应的自适应有限元法的算法和理论,同时构造了一种基于局部松弛的多层网格法,全文分为两部分,  第一部分,利用最新顶点二分法(Newest v
直觉模糊集、区间值直觉模糊集在国内外已有部分研究工作。国内学者刘锋、袁学海曾提出将区间值直觉模糊集中的区间数扩展为三角模糊数的形式,进而提出了模糊数直觉模糊集的
高等职业教育作为我国教育的重要组成部分,其发展一直受到社会的关注,而国务院也将职业教育提升到了新的高度,将其置于我国经济发展的战略地位.而一些协会的创办和其工作内容
受金融危机的影响,目前国际工程承包市场仍处于波动起伏时期。在国际工程承包市场态势、市场格局和分工格局不可能在短期内发生改变的情形下,对于身处转型期的中国对外承包工
腐败作为一种社会现象,其存在和发展有其复杂的原因。马克思主义认为,由于受个人需要和物质生产条件的制约,每个人的出发点就是他们自己,每个人过去和现在始终是从自己出发
儿童的教育成长离不开社会、家庭、学校三结合的教育,尤为重要的是学校教育和家庭教育影响的一致性.当下,我校不少家长把孩子送进学校后,就觉得孩子的教育问题从此有了责任主
本文主要有两方面的结果.一方面是在一定条件下,通过寻找矩阵特征值与对角元距离的下界来估计特征值的分布;另一方面是给出了两个判别H-矩阵的构造性方法.