以基面力为状态变量,表征物体的受力状态;以其对偶量位移梯度表征物体的变形状态,介绍了一种新型的基于余能原理的有限变形问题有限元法─基面力元法(Base Force Element Method,BFEM)及其计算性能。该方法的特色是:(1)以基面力矢量为...
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以基面力为状态变量,表征物体的受力状态;以其对偶量位移梯度表征物体的变形状态,介绍了一种新型的基于余能原理的有限变形问题有限元法─基面力元法(Base Force Element Method,BFEM)及其计算性能。该方法的特色是:(1)以基面力矢量为基本未知量;(2)采用并矢运算推导基面力元法的张量表达式;(3)不用引入单元插值函数;(4)模型列式为积分显式,无需进行数值积分;(5)基面力元法列式将平面任意多边形单元、空间任意多面体单元集于一体;(6)可适用于任意坐标系。本文数值算例通过与平面4节点等参元(Q4模型)和平面4节点减缩积分单元(Q4R模型)的对比分析,考查基面力元法的计算性能,结果表明:基于余能原理的基面力元法对网格畸变和单元长宽比的影响不敏感,可以应用于高度几何非线性问题,可进行大荷载步计算,且计算精度较高、收敛性较好,具有较广阔的应用前景。
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