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轴对称构件受力分析的插值粒子法

杜红秀 魏宏 秦义校 李中华 王同尊

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轴对称构件受力分析的插值粒子法

杜红秀, 魏宏, 秦义校, 李中华, 王同尊

Interpolating particle method for mechanical analysis of space axisymmetric components

Du Hong-Xiu, Wei Hong, Qin Yi-Xiao, Li Zhong-Hua, Wang Tong-Zun
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  • 面对土木工程与机械工程中广泛存在的轴对称力学问题, 采用具有离散点插值特性的无网格方法形函数, 结合弹性力学空间轴对称问题的最小势能原理, 建立了轴对称构件力学分析的插值粒子法. 本文无网格法方法构造形函数不依赖网格, 也具有像有限元法一样可直接施加边界条件的优点. 本方法能直接获得全域连续应力场, 避免了有限元法应力后处理二次拟合带来的计算误差. 最后通过实例分析, 验证了所建立的无网格方法的有效性.
    For the mechanical analyses of the axisymmetric structures in civil and mechanical engineering, combining the interpolating reproducing kernel particle method and the principle of minimum potential energy of space axisymmetrical elastic problems, the interpolating particle method for space axisymmetrical problem of elasticty is presented. And the corresponding matrix equations are deduced. This method employs the shape function with interpolating properties of scatter points and forms the displacement trial function to get rid of dependence on meshes, so it has an advantage that it can directly exert boundary conditions and can increase the computation efficiency. This method can obtain the global continuous stress field directly and avoid the fitting calculation error of stress in the post-processing of finite element method, then it is a high-precision numerical simulation method. Numerical examples are given to show the validity of the new mesh-less method in the paper.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51478290)和山西省自然科学基金(批准号: 2013011022-6)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51478290) and the Natural Science Foundation of Shanxi Province, China (Grant No. 2013011022-6).
    [1]

    Lancaster P, Salkauskas K 1981 Math. Comput. 37 141

    [2]

    Belytschko T, Lu Y Y, Gu L 1994 Int. J. Numer. Methods Engineer. 37 229

    [3]

    Cheng R J, Cheng Y M 2007 Acta Phys. Sin. 56 5569 (in Chinese) [程荣军, 程玉民 2007 物理学报 56 5569]

    [4]

    Chen L, Cheng Y M 2010 Chin. Phys. B 19 090204

    [5]

    Cheng Y M, Peng M J 2005 Sci. China Ser G: Phys. Mech. Astron. 35 435 (in Chinese) [程玉民, 彭妙娟 2005 中国科学G: 物理学 力学 天文学 35 435]

    [6]

    Cheng R J, Ge H X 2009 Chin. Phys. B 18 4059

    [7]

    Cheng Y M, Liew K M, Kitipornchai S 2009 Int. J. Numer. Methods Engineer. 78 1258

    [8]

    Qin Y X, Cheng Y M 2008 Chin. J. Mech. Engineer. 44 95 (in Chinese) [秦义校, 程玉民 2008 机械工程学报 44 95]

    [9]

    Liu W K, Jun S, Zhang Y F 1995 Int. J. Numer. Methods Engineer. 20 1081

    [10]

    Liu W K, Chen Y, Uras R A, Chang C T 1996 Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 139 91

    [11]

    Gingold R A, Monaghan J J 1977 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 181 375

    [12]

    Chen J S, Yoon S, Wang H P, Liu W K 2000 Comput. Methods. Appl. Mech. Engrg. 181 117

    [13]

    Chen J S, Han W, You Y, Meng X P 2003 Int. J. Numer. Methods Engineer. 56 935

    [14]

    Atluri S N, Zhu T 1998 Computat. Mech. 22 117

    [15]

    Atluri S N, Kim H G, Cho J Y 1999 Comput. Mech. 24 348

    [16]

    Qin Y X, Cheng Y M 2009 Chin. J. Theoret. Appl. Mech. 41 898 (in Chinese) [秦义校, 程玉民 2009 力学学报 41 898]

    [17]

    Cheng Y M, Li J H 2006 Sci. China Ser. G: Phys. Mech. Astron. 49 46

    [18]

    Chen L, Cheng Y M 2010 Sci. China Ser. G: Phys. Mech. Astron. 53 954

    [19]

    Gao H F, Cheng Y M 2010 Int. J. Computat.Methods 7 55

    [20]

    Ren H P, Cheng Y M 2012 Engineer. Anal. Boundary Elements 36 873

    [21]

    Cheng Y M, Wang J F, Bai F N 2012 Chin. Phys. B 21 090203

    [22]

    Cheng Y M, Li R X, Peng M J 2012 Chin. Phys. B 21 090205

    [23]

    Cheng Y M, Wang J F, Li R X 2012 Int. J. Appl. Mech. 4 1250042

    [24]

    Wang J F, Cheng Y M 2013 Chin. Phys. B 22 030208

    [25]

    Chen L, Cheng Y M 2008 Acta Phys. Sin. 57 6047 (in Chinese) [陈丽, 程玉民 2008 物理学报 57 6047]

    [26]

    Chen L, Cheng Y M 2010 Sci. China Ser. G: Phys. Mech. Astron. 40 242 (in Chinese) [陈丽, 程玉民 2010 中国科学G: 物理学 力学 天文学 40 242]

    [27]

    Weng Y J, Cheng Y M 2013 Chin. Phys. B 22 090204

    [28]

    He P X, Li Z R, Wu C C 2003 J. Univ. Sci. Technol. China 33 318 (in Chinese) [何沛祥, 李子然, 吴长春 2003 中国科技大学学报 33 318]

    [29]

    Li Z H, Qin Y X, Cui X C 2012 Acta Phys. Sin. 61 080205 (in Chinese) [李中华, 秦义校, 崔小朝 2012 物理学报 61 080205]

  • [1]

    Lancaster P, Salkauskas K 1981 Math. Comput. 37 141

    [2]

    Belytschko T, Lu Y Y, Gu L 1994 Int. J. Numer. Methods Engineer. 37 229

    [3]

    Cheng R J, Cheng Y M 2007 Acta Phys. Sin. 56 5569 (in Chinese) [程荣军, 程玉民 2007 物理学报 56 5569]

    [4]

    Chen L, Cheng Y M 2010 Chin. Phys. B 19 090204

    [5]

    Cheng Y M, Peng M J 2005 Sci. China Ser G: Phys. Mech. Astron. 35 435 (in Chinese) [程玉民, 彭妙娟 2005 中国科学G: 物理学 力学 天文学 35 435]

    [6]

    Cheng R J, Ge H X 2009 Chin. Phys. B 18 4059

    [7]

    Cheng Y M, Liew K M, Kitipornchai S 2009 Int. J. Numer. Methods Engineer. 78 1258

    [8]

    Qin Y X, Cheng Y M 2008 Chin. J. Mech. Engineer. 44 95 (in Chinese) [秦义校, 程玉民 2008 机械工程学报 44 95]

    [9]

    Liu W K, Jun S, Zhang Y F 1995 Int. J. Numer. Methods Engineer. 20 1081

    [10]

    Liu W K, Chen Y, Uras R A, Chang C T 1996 Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 139 91

    [11]

    Gingold R A, Monaghan J J 1977 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 181 375

    [12]

    Chen J S, Yoon S, Wang H P, Liu W K 2000 Comput. Methods. Appl. Mech. Engrg. 181 117

    [13]

    Chen J S, Han W, You Y, Meng X P 2003 Int. J. Numer. Methods Engineer. 56 935

    [14]

    Atluri S N, Zhu T 1998 Computat. Mech. 22 117

    [15]

    Atluri S N, Kim H G, Cho J Y 1999 Comput. Mech. 24 348

    [16]

    Qin Y X, Cheng Y M 2009 Chin. J. Theoret. Appl. Mech. 41 898 (in Chinese) [秦义校, 程玉民 2009 力学学报 41 898]

    [17]

    Cheng Y M, Li J H 2006 Sci. China Ser. G: Phys. Mech. Astron. 49 46

    [18]

    Chen L, Cheng Y M 2010 Sci. China Ser. G: Phys. Mech. Astron. 53 954

    [19]

    Gao H F, Cheng Y M 2010 Int. J. Computat.Methods 7 55

    [20]

    Ren H P, Cheng Y M 2012 Engineer. Anal. Boundary Elements 36 873

    [21]

    Cheng Y M, Wang J F, Bai F N 2012 Chin. Phys. B 21 090203

    [22]

    Cheng Y M, Li R X, Peng M J 2012 Chin. Phys. B 21 090205

    [23]

    Cheng Y M, Wang J F, Li R X 2012 Int. J. Appl. Mech. 4 1250042

    [24]

    Wang J F, Cheng Y M 2013 Chin. Phys. B 22 030208

    [25]

    Chen L, Cheng Y M 2008 Acta Phys. Sin. 57 6047 (in Chinese) [陈丽, 程玉民 2008 物理学报 57 6047]

    [26]

    Chen L, Cheng Y M 2010 Sci. China Ser. G: Phys. Mech. Astron. 40 242 (in Chinese) [陈丽, 程玉民 2010 中国科学G: 物理学 力学 天文学 40 242]

    [27]

    Weng Y J, Cheng Y M 2013 Chin. Phys. B 22 090204

    [28]

    He P X, Li Z R, Wu C C 2003 J. Univ. Sci. Technol. China 33 318 (in Chinese) [何沛祥, 李子然, 吴长春 2003 中国科技大学学报 33 318]

    [29]

    Li Z H, Qin Y X, Cui X C 2012 Acta Phys. Sin. 61 080205 (in Chinese) [李中华, 秦义校, 崔小朝 2012 物理学报 61 080205]

  • [1] 任金莲, 蒋戎戎, 陆伟刚, 蒋涛. 基于局部加密纯无网格法非线性Cahn-Hilliard方程的模拟. 物理学报, 2020, 69(8): 080202. doi: 10.7498/aps.69.20191829
    [2] 张鹏轩, 彭妙娟. 黏弹性问题的插值型无单元Galerkin方法. 物理学报, 2019, 68(17): 170203. doi: 10.7498/aps.68.20191047
    [3] 杜超凡, 章定国. 基于无网格点插值法的旋转悬臂梁的动力学分析. 物理学报, 2015, 64(3): 034501. doi: 10.7498/aps.64.034501
    [4] 彭妙娟, 刘茜. 黏弹性问题的改进的复变量无单元Galerkin方法. 物理学报, 2014, 63(18): 180203. doi: 10.7498/aps.63.180203
    [5] 杨秀丽, 戴保东, 栗振锋. 弹性力学的复变量无网格局部 Petrov-Galerkin 法. 物理学报, 2012, 61(5): 050204. doi: 10.7498/aps.61.050204
    [6] 李中华, 秦义校, 崔小朝. 弹性力学的插值型重构核粒子法. 物理学报, 2012, 61(8): 080205. doi: 10.7498/aps.61.080205
    [7] 程荣军, 程玉民. 弹性力学的无单元Galerkin方法的误差估计. 物理学报, 2011, 60(7): 070206. doi: 10.7498/aps.60.070206
    [8] 郑保敬, 戴保东. 位势问题改进的无网格局部Petrov-Galerkin法. 物理学报, 2010, 59(8): 5182-5189. doi: 10.7498/aps.59.5182
    [9] 陈 丽, 程玉民. 瞬态热传导问题的复变量重构核粒子法. 物理学报, 2008, 57(10): 6047-6055. doi: 10.7498/aps.57.6047
    [10] 程荣军, 程玉民. 势问题的无单元Galerkin方法的误差估计. 物理学报, 2008, 57(10): 6037-6046. doi: 10.7498/aps.57.6037
    [11] 陈 丽, 程玉民. 弹性力学的复变量重构核粒子法. 物理学报, 2008, 57(1): 1-10. doi: 10.7498/aps.57.1
    [12] 戴保东, 程玉民. 势问题的径向基函数——局部边界积分方程方法. 物理学报, 2007, 56(2): 597-603. doi: 10.7498/aps.56.597
    [13] 程荣军, 程玉民. 带源参数的热传导反问题的无网格方法. 物理学报, 2007, 56(10): 5569-5574. doi: 10.7498/aps.56.5569
    [14] 李树忱, 程玉民, 李术才. 动态断裂力学的无网格流形方法. 物理学报, 2006, 55(9): 4760-4766. doi: 10.7498/aps.55.4760
    [15] 秦义校, 程玉民. 弹性力学的重构核粒子边界无单元法. 物理学报, 2006, 55(7): 3215-3222. doi: 10.7498/aps.55.3215
    [16] 程玉民, 李九红. 弹性力学的复变量无网格方法. 物理学报, 2005, 54(10): 4463-4471. doi: 10.7498/aps.54.4463
    [17] 李芳昱, 罗俊, 唐孟希. 轴对称非均匀弹性介质中引力波对声子的作用效应. 物理学报, 1994, 43(8): 1217-1225. doi: 10.7498/aps.43.1217
    [18] 李先枢, 徐家进. 轴对称光学无源谐振腔各阶横模的系列计算. 物理学报, 1986, 35(8): 1087-1090. doi: 10.7498/aps.35.1087
    [19] 黄田森. 关于非轴对称原子核的转动惯量. 物理学报, 1965, 21(1): 231-234. doi: 10.7498/aps.21.231
    [20] 张宏图. 具有二重对称轴的弹性各向异性晶体的范性问题. 物理学报, 1959, 15(1): 1-12. doi: 10.7498/aps.15.1
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-08
  • 修回日期:  2014-12-19
  • 刊出日期:  2015-05-05

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