结合虚拟点的单元基光滑点插值法在结构动力学分析中的应用

张桂勇 1; 2; 3; 陶东松 1; 陈泽聪 1; 陈毓珍 4

doi:10.7652/xjtuxb201811021

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结合虚拟点的单元基光滑点插值法在结构动力学分析中的应用

更新时间：2025-07-09

- 结合虚拟点的单元基光滑点插值法在结构动力学分析中的应用
- Structural Dynamic Analysis Using the Cell-Based Smoothed Point Interpolation Method(CS-PIM)with Virtual Points
- 西安交通大学学报 2018年52卷第11期页码：142-149
- 作者机构：
  
  1. 大连理工大学船舶工程学院,辽宁,大连,116024
  2. 大连理工大学工业装备与结构分析国家重点实验室,辽宁,大连,116024
  3. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海,200240
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2018-03-02。作者简介: 张桂勇(1978—),男,教授,博士生导师。基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51579042,51639003);国家青年海外高层次人才引进计划资助项目(D1007001);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT16ZD218,DUT2017TB05)
- DOI：10.7652/xjtuxb201811021
  中图分类号： O241.82
- 网络首发：2018-11-10，
  
  纸质出版：2018
- 稿件说明：
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张桂勇 1, 2, 3, 等. 结合虚拟点的单元基光滑点插值法在结构动力学分析中的应用[J]. 西安交通大学学报, 2018,52(11):142-149.

Structural Dynamic Analysis Using the Cell-Based Smoothed Point Interpolation Method(CS-PIM)with Virtual Points[J]. 2018, 52(11): 142-149.
张桂勇 1, 2, 3, 等. 结合虚拟点的单元基光滑点插值法在结构动力学分析中的应用[J]. 西安交通大学学报, 2018,52(11):142-149. DOI： 10.7652/xjtuxb201811021.

Structural Dynamic Analysis Using the Cell-Based Smoothed Point Interpolation Method(CS-PIM)with Virtual Points[J]. 2018, 52(11): 142-149. DOI： 10.7652/xjtuxb201811021.

摘要

为了解决有限元方法采用线性三角形单元时系统刚度过硬、导致结构动力学分析中求得的结构固有频率过高的问题

采用结合虚拟点的单元基光滑点插值方法(CS-PIM)进行结构动力学分析

通过对虚拟点数量与位置的调整

提高了浓缩形函数的精度

在不增加计算成本的情况下

克服了传统虚拟点布置方法中存在的系统刚度过软、固有频率值过低以及存在虚假模态等时间不稳定现象

能够准确模拟系统刚度

为动力学分析提供精确且稳定的解。该方法使用可以自动划分的线性三角形背景网格离散问题域

对复杂形状的问题适应性强

操作简便

具有良好的工程应用前景。

Abstract

To overcome overly-stiff property existing in the widely used finite element method(FEM)with linear triangular elements

which generally leads much higher natural frequency

the cell-based smoothed point interpolation method(CS-PIM)with condensed shape functions is applied to structural dynamic analysis. Adopting the condensed shape function constructed with the new scheme of virtual nodes arrangement

which increases the accuracy of shape functions

the present method can avoid the temporal instability problems

including the much lower natural frequency and spurious natural mode caused by the overly-soft property in CS-PIM using traditional virtual nodes arrangement. In the present method the simple linear triangular mesh can automatically discretize the domain. This method can provide stable and highly accurate solutions to dynamic analysis of complex engineering structures.

关键词

Keywords

references

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