答辩提纲
课题背景及任务
有限元分析的误差
有限单元特征及剪切闭锁产生
剪切闭锁的对策
结论及下一步工作
致谢
课题背景及任务
当梁不是细长梁时,梁变形后的横截面垂直于中面的假设不再成(Kirchhoff假设)立,需考虑剪切变形的影响,于是Timoshenko提出了剪切变形的梁理论,如果对扰度函数与转角函数进行独立插值,且考虑剪切变形的影响,构造出的单元为Timoshenko梁单元(Timoshenko beam element)。此单元在退化为细长梁单元时,会导致剪切闭锁现象。经典薄板理论以Kirchhof假设为基础,忽略了横向剪切的影响,故计算结果与实验值相比,总是低估了挠度,高估了自然频率。由于横向剪切变形对厚板及复合材料的板单元影响较大,故忽略剪切变形的薄板理论已不再适用,于是Mindlin等人提出了板的剪切变形理论,以此构造出的为Mindlin板单元(Mindlin plate element)。与Timoshenko梁单元类似,当板很薄时,会发生剪切闭锁与零能模式。对于块体,由于形函数的阶数过低,而单元受到复杂应力作用,如产生弯曲扭转等,导致形函数不能真实表达。本文讨论剪切闭锁产生的原因,与对策。
有限元分析的误差
结构体由于本身存在有自然的连接关系即自然节点,所以它们的离散化叫自然离散
人为的在连续体内部与边界上划分节点,以单元连续的形式来逼近原来复杂的几何形状,这种过程叫逼近性离散(approximated discretization)控制误差的h方法(h-version ,h-method)和p方法(p-version ,p-method)。

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