光滑节点域有限元法

山东大学学报(工学版) ›› 2013, Vol. 43 ›› Issue (2): 54-61.

光滑节点域有限元法

王建明,樊现行,裴信超,曹雁超

山东大学机械工程学院,山东济南 250061

收稿日期:2012-10-23 出版日期:2013-04-20 发布日期:2012-10-23
作者简介:王建明（1962- ），男，山东济南人，教授，博士，主要研究方向为计算力学，多体系统动力学. E-mail: wangjianming@sdu.edu.cn
基金资助:
国家高技术发展研究计划（863计划）资助项目（2012AA040910）

Node-based smoothed cells based on finite element method

WANG Jian-ming, FAN Xian-hang, PEI Xin-chao, CAO Yan-chao

School of Mechanical Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China

Received:2012-10-23 Online:2013-04-20 Published:2012-10-23

摘要/Abstract

摘要：

本研究采用与有限元法(finite element method, FEM)相对照的方式,论述了光滑节点域有限元法(node-based smoothed finite element method, NSFEM)节点域的形成方式,光滑应变矩阵的求解步骤以及光滑有限元形函数的计算方法。利用matlab对典型算例进行编程分析,结果表明NSFEM计算刚度矩阵偏软,位移和应变能为解的上限,应力、应变和应变能具有良好的计算精度且不会产生体积锁定现象等。

关键词: 有限元法, 光滑节点域有限元法, 光滑节点域, 光滑应变矩阵, 光滑有限元形函数

Abstract:

The new theories of node-based smoothed finite element method (NS-FEM) were discussed by means of comparison with the traditional finite element method (FEM), which proposed formation of the node-based smoothed cells, computational methods of the smoothed strain matrix and the shape functions for NS-FEM. The analyses of typical examples were conducted by matlab, and the results showed that the NS-FEM’s calculation of stiffness matrix was softer than FEM’s, and the displacement and strain energy were the upper limit of solution. Meanwhile, there were higher accuracy of numerical solutions for stress, strain and strain energy, and it would not produce volume lock phenomenon.

Key words: finite element method, node-based smoothed finite element method, node-based smoothed cells, smoothed strain matrix, shape functions for smoothed finite element method

中图分类号:

O326

王建明,樊现行,裴信超,曹雁超. 光滑节点域有限元法[J]. 山东大学学报(工学版), 2013, 43(2): 54-61.

WANG Jian-ming, FAN Xian-hang, PEI Xin-chao, CAO Yan-chao. Node-based smoothed cells based on finite element method[J]. JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY (ENGINEERING SCIENCE), 2013, 43(2): 54-61.

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[1]	王素玉,艾兴,赵军,李作丽,刘增文 . 高速立铣3Cr2Mo模具钢切削力建模及预测[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(1): 1 -5 .
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[7]	浦剑1 ,张军平1 ，黄华2 . 超分辨率算法研究综述[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 27 -32 .
[8]	王丽君,黄奇成,王兆旭 . 敏感性问题中的均方误差与模型比较[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(6): 51 -56 .
[9]	王静,李玉江,张晓瑾, 毕研俊,陈位锁 . 粉煤灰去除水中活性紫KN-B[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(6): 100 -103 .
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