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绳索离散元模型构建方法与拉伸和弯曲过程力学分析 认领 引用
1
作者 朱新华 李炳辉 +3 位作者 祝正阳 徐子格 谢意 梅方炜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第7期190-199,共10页
基于有限元(FEM)构建的绳索模型结构复杂,主要用于绳索结构力学分析,其准确性受绳索结构影响大,导致模型适应性不好。基于离散元(DEM)构建结构简单、适应性强的绳索模型仍是一个难题。提出了一种基于DEM的绳索建模及参数标定方法。构建... 基于有限元(FEM)构建的绳索模型结构复杂,主要用于绳索结构力学分析,其准确性受绳索结构影响大,导致模型适应性不好。基于离散元(DEM)构建结构简单、适应性强的绳索模型仍是一个难题。提出了一种基于DEM的绳索建模及参数标定方法。构建的绳索模型为圆柱形,内部包含不同尺寸的三角壳体元件及其关节。三角壳体元件之间的力与弯矩分别以线弹性模型和双线性模型连接。通过拉伸和三点弯曲试验,分别以抗拉强度、弹性模量为响应值对绳索模型的离散元参数进行了标定。通过抗拉强度和弹性模量回归方程求解确定了绳索模型离散元参数最优组合。验证试验结果表明,绳索模型抗拉强度误差、弹性模量误差分别为2.32%、1.74%。拉伸、弯曲曲线平均误差分别为6.65%、7.35%。力学分析表明,DEM模型可用于分析绳索受力过程中的局部力学响应。构建的DEM基绳索模型为单股结构,与FEM基绳索模型相比,结构简单,具有普适性。 展开更多
关键词 绳索力学特性 离散元法 三角壳体元件 仿真模型
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基于新型协同转动六节点三边形壳单元的多体动力学计算理论 认领 引用
2
作者 孙文浩 李忠学 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2025年第6期943-950,共8页
基于新型协同转动六节点三边形壳单元理论以及能量动量守恒算法,发展了一种针对光滑壳结构的非线性多体动力学计算理论。在协同转动框架中,将局部坐标系固结于单元,跟随单元一同进行刚体位移(包括平动和转动)。在由整体节点变量计算局... 基于新型协同转动六节点三边形壳单元理论以及能量动量守恒算法,发展了一种针对光滑壳结构的非线性多体动力学计算理论。在协同转动框架中,将局部坐标系固结于单元,跟随单元一同进行刚体位移(包括平动和转动)。在由整体节点变量计算局部节点变量时,对单元的刚体转动进行扣除,在计算由局部坐标系到整体坐标系的转换矩阵时,再对刚体转动进行考虑,通过这种处理,可以将原本仅适用于小变形问题的线性单元应用于大变形问题的求解。在单元中引入了可以直接进行叠加更新的矢量型转动变量,能够通过能量泛函对节点变量的二阶偏微分求得单元切线刚度矩阵,且偏微分的次序可以互换,因而在局部及整体坐标系下均得到了对称的单元切线刚度矩阵。最后,对几个板壳算例进行了分析,并将结果与其他实验数据进行对比,检验了该计算理论的计算精度、可靠性及数值稳定性。 展开更多
关键词 多体动力学 三边形壳单元 矢量型转动变量 协同转动法 能量动量守恒算法
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基于新型三角形壳元和多重动态自适应方法的薄板冲压成形分析 认领 引用 被引量：2
3
作者 赵妍 李射 崔向阳 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期153-165,共13页
薄板冲压成形是利用金属板料的塑性,在模具的外力作用下成形的工艺方法。从薄板冲压成形过程的关键技术出发,开发用于薄板冲压成形所需的新型三角形壳单元;基于更新的拉格朗日框架,嵌入用于材料非线性求解的隐式径向返回算法;开发用于... 薄板冲压成形是利用金属板料的塑性,在模具的外力作用下成形的工艺方法。从薄板冲压成形过程的关键技术出发,开发用于薄板冲压成形所需的新型三角形壳单元;基于更新的拉格朗日框架,嵌入用于材料非线性求解的隐式径向返回算法;开发用于接触分析的接触搜索算法和接触力计算方法,求解薄板冲压成形问题。计算效率与计算精度之间的平衡是薄板冲压成形有限元仿真的关键,应用几何与能量结合的误差准则提高加密范围的准确性,引入根据几何矢量插入新节点的方法来减少接触计算的迭代,提出一种多重动态自适应算法。随着计算过程中变形区域与应力集中区域的变化,对网格进行多重“加密-聚合-加密”。通过有限元仿真实例对比,表明此算法能够保证计算精度的前提下提升计算效率。 展开更多
关键词 新型三角形壳元 剪切自锁 薄板冲压成形 有限元仿真 网格动态自适应
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一种分析AGS结构的三角形加筋板壳单元 认领 引用 被引量：7
4
作者 张志峰 陈浩然 白瑞祥 《工程力学》 EI 北大核心 2006年第A1期203-208,共6页
基于精细三角形Mindlin板单元构造了21个自由度三角形复合材料加筋板壳单元。在该单元构造过程中,考虑了肋骨弯曲、扭转、面内剪切和横向剪切变形的影响;由于肋骨和蒙皮的位移插值函数采用了相同的形函数,保证了两者变形的协调性,同时... 基于精细三角形Mindlin板单元构造了21个自由度三角形复合材料加筋板壳单元。在该单元构造过程中,考虑了肋骨弯曲、扭转、面内剪切和横向剪切变形的影响;由于肋骨和蒙皮的位移插值函数采用了相同的形函数,保证了两者变形的协调性,同时又放松了肋骨转动的约束,故与传统的板单元相比,能较好地反映了蒙皮和肋骨的变形特征。在此单元中,肋骨放置的数量、位置和角度可以任意,为结构的单元网格剖分带来了很大的便利。算例结果验证了单元的有效性,特别是在分析高肋结构时,显示出其比传统加筋板单元具有更高精度的优点。还以一典型的先进复合材料等格栅加筋板(AGS)为例,讨论了该结构弯曲变形的力学特性。 展开更多
关键词 精细有限元 复合材料等格栅加筋结构(AGS) 三角形加筋板壳单元 Mindlin剪切变形理论 肋骨
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宏观三角形分区板壳单元研究 认领 引用 被引量：1
5
作者 曹杨 李杰 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2005年第Z1期1-5,共5页
基于经典平板壳理论和假设自然应变方法,研究了一种新型的宏观三角形分区(Macro Triangular Partition ,MTP)平板壳单元．引入内部虚拟节点后,所建单元将一个常规三角形平板壳单元细分为3个子三角形 单元,通过特定取样点处的坐标组合以... 基于经典平板壳理论和假设自然应变方法,研究了一种新型的宏观三角形分区(Macro Triangular Partition ,MTP)平板壳单元．引入内部虚拟节点后,所建单元将一个常规三角形平板壳单元细分为3个子三角形 单元,通过特定取样点处的坐标组合以及相应的应力应变关系来不断更新各子单元区域的刚度矩阵,然后 滤出虚拟节点形成宏观三角形分区板壳单元的最终刚度矩阵表达式．一方面,由于运用了分区再整合的思 想,该单元最终的表达形式只具有极少的自由度,从而大大地节省结构分析中烦冗的计算量;另一方面,该 单元考虑了横向剪切效应的影响,对壳厚具有较强的适应性,可以显著地克服以往针对板壳结构只进行二 维分析所带来的结果偏差．已有的计算结果显示,基于通用有限元软件ABAQUS提供的用户定义单元(UEL) 功能,宏观三角形分区平板壳单元可以实现较为精确的板壳结构分析． 展开更多
关键词 宏观三角形分区平板壳单元 虚拟节点 取样点 横向剪切效应 用户定义单元(UEL)
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