Mindlin板稳定节点积分无网格法的动力特性研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ecnuzk2010
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剪切自锁问题一直是考虑剪切变形的Mindlin板数值方法研究中的核心内容。稳定节点积分无网格法通过构造节点光滑曲率和相应的形函数节点光滑梯度,并利用节点积分方法来建立刚度矩阵,其中Mindlin板内能的弯曲部分采用光滑梯度,而对剪切部分则采用直接梯度。该方法能够准确再生Kirchhoff弯曲模式,具有弯曲准确和稳定高效的特点。本文对该方法的动力特性进行了系统的研究,主要包括Timoshenko梁和Mindlin板稳定节点积分无网格法的频散特性以及Mindlin板的时程分析,比较了基于不同积分框架无网格法的频散特性和动力特性。   频散分析通过对比连续问题和数值离散问题的波动传播频率来研究数值方法的动力计算精度。本文详细讨论了Timoshenko梁和Mindlin板对应的运动方程,推导了相应连续问题的波动频率。对于Timoshenko梁和Mindlin板的稳定节点积分无网格半离散方程,通过将节点挠度和转角变量表示为简谐函数,代入相应的无网格半离散方程后得到离散问题对应的频率特征方程,继而可以得到离散体系波动传播的圆频率。最后采用Newmark方法建立了Mindlin板的稳定节点积分无网格时间空间全离散方程,并对典型问题进行了时程分析。频散和时程分析结果均表明,基于传统高斯积分的无网格法出现了明显的自锁现象,稳定节点积分方法无网格法能够有效解决自锁问题且具有最优的频散。
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