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功能梯度材料的二阶一致无网格法

QUADRATICALLY CONSISTENT MESHFREE METHOD FOR FUNCTIONALLY GRADED MATERIALS

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功能梯度材料的数值分析通常模型化为材料参数如弹性模量在空间的梯度分布,这将导致更为复杂的应力场,给数值求解带来一定困难.高阶无网格法能更精确地反映应力场,然而过多的积分点导致其计算效率低下.该文将原本针对均匀材料发展的二阶一致无网格法直接应用于功能梯度材料.数值结果表明,它大幅度减少了所需的积分点数目,同时仍然保持高阶无网格法的高精度和高收敛性,因而显著改善了无网格法分析功能梯度材料的计算效率.
Functionally graded materials (FGMs) are usually modeled,in numerical analysis,by using a graded distribution of material parameters,such as the Young's modulus.This leads to more complicated stress field and poses certain difficulties in numerical simulations.On the other hand,high-order meshfree methods reproduce stress field more accurately.However,they require much more integration points which leads to inefficiency.In this study,the quadratically consistent meshfree method,originally developed for homogeneous materials,was directly applied to FGM.Numerical results show that the number of integration points are dramatically reduced and meanwhile,the high level of accuracy and convergence of high-order meshfree methods are maintained.As a result,the proposed quadratically consistent meshfree method remarkably improves the computational efficiency of meshfree analysis of FGM.

functionally graded materials (FGM)meshfree/meshlessconsistencycomputational efficiencynumerical integration

邵玉龙、段庆林、李锡夔、张洪武

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大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁,大连116024

成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川,成都610059

武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北,武汉430072

功能梯度材料 无网格 一致性 计算效率 数值积分

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2017

10.6052/j.issn.1000-4750.2015.09.0742

工程力学
中国力学学会

工程力学

CSTPCDCSCD北大核心EI
影响因子：1.083
ISSN：1000-4750
年,卷(期)：2017.34(3)
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