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本文对无网格法这一新的数值方法进行了研究和应用。对某些问题给出了自己的看法,并将无网格法应用于弹性薄壳的静力学和动力学问题。
本文主要内容包括:1.对无网格法的数学基础——滑动最小二乘法进行了详细研究,并对一些关键问题:如,权函数的选取、影响半径的大小、基函数的确定、边界条件的施加、数值实现方法等进行了探讨。
2.将薄壳的静定和振动理论用无网格法进行模拟分析,利用变分原理推导出了薄壳弯曲控制方程和模态分析控制方程,并用无网格法对不同边界条件下、不同荷载作用下的薄壳的弯曲和振动问题进行求解。通过大量算例验证了用无网格法求解此类问题的有效性。本文用罚函数法施加边界条件,解决了无网格法边界条件不易施加的这一难点。
3.开发了基于无网格法的计算程序,并通过调用MATALAB将计算结果以可视化的形式表现出来。
本文研究表明,用无网格法求解工程中的薄壳弯曲和振动问题是合理可行的,并具有前后处理简单、高阶连续、计算精度高等优点,具有广泛的工程应用前景。