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一种新的高阶弹簧-阻尼-质量边界——无限域圆柱对称波动问题
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:《力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU311.3[建筑科学—结构工程] O313[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室,北京100124
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(2007CB714203),国家自然科学基金(50325826,90715041,90715035,90510011)资助项目.
中文摘要:

提出一种描述力-位移时间卷积关系的高阶弹簧-阻尼-质量模型,并将其作为人工边界条件直接应用于弹性动力学无限域圆柱对称运动问题的时域数值求解.该人工边界条件不存在旁轴近似、多次透射等位移型外推人工边界条件普遍存在的高、低频失稳问题;与黏性、黏弹性边界等应力型人工边界条件相比,它具有高阶精度,且是严格高、低频双渐近的,也可以退化到黏性、黏弹性边界;该边界可以像黏性、黏弹性边界一样利用商用有限元软件中内置的并联弹簧一阻尼器、质量单元和时间积分求解器在商用软件中方便地实现,便于研究人员和工程师应用.分析的几个简单数值算例也验证了该边界条件的上述优点.

英文摘要:

A novel high-order spring-dashpot-mass model (SDMM) for convolution integral of force-displacement relationship in time domain is proposed and applied into the cylindrical-symmetry wave motions in infinite do- main as an artificial boundary condition (ABC). First, the high-order SDMM is dynamically and numerically stable, while lowand high-frequency instabilities occur under the displacement-type ABCs in term of spacetime extrapolation, such as multi-transmitting formula (MTF) and Pad6 boundary. Second, SDMM has higher numerical accuracy than the stress-type ABCs, such as viscous boundary (VB) and viscous-spring boundary (VSB). Third, SDMM is strictly doubly asymptotic at low- and high-frequency limits, and can be degenerated to VB or VSB. Fourth, SDMM can be incorporated simply and easily into commercial FE software by using the internal spring-dashpot and mass elements and time-integration solvers. Several numerical cases were carried out to validate the particular features of SDMM.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332