CN116757026B 一种基于等几何分析的板架结构极限强度分析实现方法 （上海交通大学）

US7392163B1,2008.06.24一种基于等几何分析的板架结构极限强度本发明公开一种基于等几何分析的板架结元；对所述平面壳单元进行坐标转换；通过Nitsche方法对转换后的平面壳单元的边界进行2通过Nitsche方法对转换后的平面壳单元的边界进行弱耦合并进设置细化后的平面壳单元的材料属性、载荷和边界条件，并根据根据板架结构，获取几何模型要素信息及设计信息，通过要素信息及设计信息构建几何模型，循环遍历几何模型的所有节获取节点的高斯积分点的局部坐标系，计算全局弹性系数矩阵将全局笛卡尔坐标系下的单元刚度矩阵连接组装到整体刚根据板架结构的材料和非线性方程，采用增量步长动态计算模式构建非线性求解算在迭代循环中，逐个几何模型中单元计算全局笛卡尔坐标系数小于最大迭代次数且增量步长分裂次数小于基于B样条曲线构建IGA模型，所述平面壳单元基于Reissner_Mindlin壳理论进行构3所述平面壳单元包括扭转自由度且具有6个4用于船体结构分析、振动分析等许多方面。标准流程为：创建几何模型——创建分析模划分等前处理增加了其应用的复杂性。CAD几何模型常用非均匀有理B样条函数(NURBS)来[0003]与传统FEM不同，等几何分析(IGA)采用NURBS样条等高阶样条基函数作为形函数56代次数小于最大迭代次数且增量步长分裂次数小[0044]2)本发明提出的本发明提出的一种基于等几何分析的板架结构极限强度分析实[0046](1)相比传统有限元非线性分析，本发明所提出的基于等几何分析的板架结构极[0047](2)本发明方法在NX软件上进行二次开发，可以应用于复杂板架结构的任意边界[0049](4)本发明提出的一种基于等几何分析的板架结构极限强度分析实现方法，除了7[0052]图2为本发明实施例提供的Reissner_Mindlin壳几何非线性分析程序设计框架了网格划分的前处理阶段，最后通过NX软件的二次开发实现模型构建和数值分析一体化。Reissner_Mindlin壳理论的平面壳单元构建(基于控制点和样条函数构建壳单元)、基于法提出了一种面向船舶板架结构的极限强度[0062]作为一些实施例，所述的B样条是几何造型和IGA建模的基础，B样条曲线的定义8[0065]作为一些实施例，所述的Reissner_Mindlin平面壳元仅在弯曲刚度上与[0066]作为一些实施例，所述的Reissner_Mindlin平面壳元若要进行多片造型IGA则必[0067]作为一些实施例，所述的基于Nitsche方法单元的弱耦合方法，主要是考虑到牛顿_拉夫森迭代法求解非线性方程过程中采用增量步长动态计算模式实现非线性求解算[0072]2)控制点处的局部笛卡尔坐标系k表示第k个控制点，在此坐标9[0101]NURBS样条基函数用来构造CAD几何模型，同时被用作插值形函数进行CAE数值分(ζ)分别是全局笛卡尔坐标系x,y,z三个方向上的基函[0118]可以通过'v在控制点k处的转角表示。物理网格。CAE中的数值积分是在通过等参变换连接物理空间和参数空间的母空间(单元)步分解为第一线性应变增量EIJL1和第二线性应变增量EIJL2即关，故均属于线性几何矩阵，可记ΔEL＝(BL1+BL2)Δde，非线性应变增量EN可写成：其中，[0174]在同样的载荷条件下，结果表明了本方法计算结果与数