一种提高四边形四节点平面壳单元计算精度的新方法

• 作者: 刘云飞 吕军 高效伟
• 来源期刊: 计算力学学报
• 学科: 数学
• 关键词: 平面壳单元 高斯积分点 单元局部坐标系 形函数对局部坐标的导数 曲面壳体
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 206-212
• 页数: 7页
• 分类号: O242.21
• 字数: 4242字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7511/jslx201702012

摘要

平面壳单元是由平面应力单元和平板弯曲单元叠加组合而成,具有简单的理论表达,但是它在计算曲面壳体结构时误差较大.为了进一步提高平面壳单元的计算精度,本文提出了一种计算平面壳单元刚度矩阵的新方法.通过该方法在高斯积分点建立多个单元局部坐标系,并保证每个局部坐标系都位于单元在高斯点处的切平面上,从而可以有效适应曲面壳体形状,达到进一步提高平面壳单元计算精度的目的.为了在这种新坐标系下计算单元刚度矩阵,给出了求解形函数对局部坐标的导数、局部到自然坐标系积分转换的雅可比、以及局部到整体坐标系的转换矩阵的新型计算方法.通过将这些新坐标系以及新计算方法运用到平面壳单元DKQ24中,可以有效提高平面壳单元尤其是在计算曲面壳体时的精度.计算结果表明,本文方法和平面壳单元相结合,不仅具有平面壳单元简单的理论表达式,还能得到满意的精度.另外,本文方法还可以应用到其他类型的平面壳单元,为提高其他类型平面壳单元的计算精度提供了一种新的途径和思路,具有广阔的应用前景.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吕军	大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室航空航天学院	9	82	3.0	9.0
2	高效伟	大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室航空航天学院	39	122	7.0	9.0
3	刘云飞	大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室航空航天学院	2	2	1.0	1.0