新型協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)四節(jié)點(diǎn)四邊形復(fù)合材料殼單元.pdf

1、本文發(fā)展了一種新型協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)四節(jié)點(diǎn)四邊形復(fù)合材料殼單元。協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)法采用了隨單元?jiǎng)傮w轉(zhuǎn)動(dòng)而一起旋轉(zhuǎn)的，并由四邊形兩個(gè)對(duì)角線夾角的平分線定義的局部坐標(biāo)系，并在計(jì)算單元節(jié)點(diǎn)變量時(shí)僅考慮單元變形的影響，故而在排除剛體位移的情況下簡(jiǎn)化了局部坐標(biāo)系下的單元計(jì)算公式。采用的矢量型轉(zhuǎn)動(dòng)變量則大大簡(jiǎn)化了單元的局部節(jié)點(diǎn)變量與整體節(jié)點(diǎn)變量之間的相互轉(zhuǎn)換，并且使得所有節(jié)點(diǎn)變量都可直接用簡(jiǎn)單的加法進(jìn)行更新，因此在更新切線剛度矩陣時(shí)可以提高單元的計(jì)算效率。不同于現(xiàn)有

2、的其他協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)法，本單元的切線剛度矩陣可以通過(guò)計(jì)算能量混合泛函對(duì)節(jié)點(diǎn)變量的二次微分得到，且其微分次序是可以互換的，從而得到的單元切線剛度矩陣是對(duì)稱的。在分析復(fù)合材料層合板殼結(jié)構(gòu)中的小應(yīng)變、大轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，采用基于協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)框架，結(jié)合一階剪切變形理論的單元公式具有很好的計(jì)算性能。
　　閉鎖問(wèn)題會(huì)影響單元的計(jì)算精度與效率，為了減其不利影響，本文采用將降階積分法得到的假定應(yīng)變?nèi)〈鷨卧獎(jiǎng)菽芊汉械哪?yīng)變和剪切應(yīng)變的假定應(yīng)變法來(lái)改善有限單元的計(jì)