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比例边界有限元二阶灵敏度设计及断裂力学分析
  • ISSN号:0254-7805
  • 期刊名称:固体力学学报
  • 时间:2015.2.1
  • 页码:42-54
  • 分类:O343.1[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]湖南大学机械与运载工程学院,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410082
  • 相关基金:国家自然科学基金(1172096);国家自然科学基金重点项目(11232004); 湖南省自然科学创新研究群体基金(12JJ7001); 湖南省杰出青年基金项目(14JJ1016)资助
  • 相关项目:基于非概率凸集模型的汽车碰撞安全不确定性分析与可靠性优化
中文摘要:

比例边界有限元是一种只需在边界上划分网格且无需基本解的半解析方法,能有效处理应力奇异性和无边界问题.论文提出了一种比例边界有限元的二阶灵敏度分析方法,可以准确而高效地求解响应关于参数的二阶梯度.首先通过建立仅需右特征向量的哈密顿矩阵特征灵敏度分析方程,发展了一种改进的比例边界有限元一阶灵敏度分析方法;其次,进一步通过构建二阶哈密顿矩阵特征灵敏度分析方程,并对比例边界有限元系统方程进行一系列二次直接微分,提出了一种半解析形式的比例边界有限元二阶灵敏度分析方法.该方法被应用于线弹性裂纹结构的形状灵敏度分析和不确定性传播分析.最后,给出了两个数值算例验证论文方法的有效性.

英文摘要:

The scaled boundary finite element method is a semi-analytical method that only needs to mesh on the boundary without fundamental solution,which makes it powerful to deal with singular and unbounded problem.This paper aims to propose a second order sensitivity analysis method for the scaled boundary finite element method,which can calculate the second order gradients of the responses with respect to the parameters accurately and efficiently.An improved first order sensitivity analysis method is presented through establishing a new Hamilton eigen-problem equation with only right eigenvectors.The second order Hamilton eigen-problem equation is constructed and the semi-analytical sensitivities of displacements and stresses are further obtained by a series of differential equation.The proposed method is then applied to the shape sensitivity analysis of linear cracked structures and corresponding uncertainty propagation analysis.Finally,two numerical examples are investigated to demonstrate the validity of the proposed method.

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期刊信息
  • 《固体力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:方岱宁
  • 地址:武汉华中科技大学南一楼西北508室
  • 邮编:430074
  • 邮箱:amss@mail.hust.edu.cn
  • 电话:027-87543737
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-7805
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1250/O3
  • 邮发代号:38-44
  • 获奖情况:
  • 获得第二届全国优秀科技期刊三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,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:6186