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A cubic quadrilateral spline element with concave shapes
  • ISSN号:2095-0349
  • 期刊名称:Theoretical and Applied Mechanics Letters
  • 时间:2013.5.5
  • 页码:21-24
  • 分类:O242.21[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学工程力学系,大连116024, [2]沈阳航空航天大学航空宇航工程学院,沈阳110136
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(11072156,11102037)
  • 相关项目:基于多边形网格的异度样条研究
中文摘要:

现有的Mindlin板单元只能通过零剪力分片检验,而不能通过非零常剪力分片检验。该文根据Reissner-Mindlin一阶剪切变形理论,基于余能原理,提出了一种高阶杂交应力六节点三角形Mindlin板单元。该单元特点是不仅能通过零剪力分片检验,而且能通过严格的非零常剪力增强型分片检验。构造单元时特别注意了单元边界位移以及域内应力的插值函数的选取。采用任意阶Timoshenko梁函数作为边界位移插值函数,应力插值函数选取为满足平衡方程的多项式。对不同厚度不同边界条件的方板进行弯曲和自由振动分析,质量矩阵采用集中质量阵。数值结果表明无论对薄板还是中厚板,该单元均是准确有效的。

英文摘要:

Current patch test for Mindlin plate element only satisfies the zero shear deformation condition, while the non-zero constant shear condition cannot be satisfied. Based on the Reissner-Mindlin theory, i.e. first-order shear deformable theory and complementary energy principle, a 6-node higher-order hybrid stress triangular element is presented for Mindlin plates to pass both the zero shear patch test and the non-zero constant shear enhanced patch test. For this purpose, special attention is devoted to selecting boundary displacement interpolation and stress approximation in domain. The arbitrary order Timoshenko beam function is used successfully to derive the boundary displacement interpolation. According to the equilibrium equations, an appropriate stress approximation is rationally derived. This paper discusses the application of the proposed element to the bending and free vibration of plates with different boundary conditions and thicknesses, and the lumped mass matrix is adopted. Numerical results show that the element can be used to analyze both moderately thick and thin plates efficiently and accurately.

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期刊信息
  • 《力学快报:英文版》
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院力学研究所、中国力学学会
  • 主编:李家春
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:taml@cstam.org.cn
  • 电话:010-82543904
  • 国际标准刊号:ISSN:2095-0349
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5991/O3
  • 邮发代号:82-766
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版)
  • 被引量:6