一种自适应二维有限元疏密网格界面过渡方法

摘要

本发明公开了一种自适应二维有限元疏密网格界面过渡方法，应用于工程结构分析领域。该方法通过惩罚因子以最小二乘形式强迫不同疏密网格子区域间的有限元节点位移连续，根据最小势能原理，获得界面过渡元和系统的刚度矩阵。将刚度矩阵通过用户单元子程序接口，引入到商用有限元软件中。用户只需设定单元的材料属性、几何特性和载荷等性质来选取合适的惩罚因子，即可实现二维有限元网格界面过渡。本发明方法能有效地解决有限元网格划分时局部细化问题和不同地域、不同分析者采用不同有限元软件建立的有限元模型之间远程对接问题，具有自适应性，简单易行，计算精度高，占用内存小，计算速度快。

主权项

一种自适应二维有限元疏密网格界面过渡方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)建立带垂直界面的二维平板的几何模型，将该模型划分为两个区域，并对两个区域进行划分网格，网格相交处为节点；该二维平板的一端固定，另一端受均布拉伸载荷f；固定端的节点为固定节点，其余节点为自由节点；2)以惩罚因子γ表示系统的总势能；3)采用传统有限元方法确定不含虚拟节点的罚函数的有限元方程；4)计算界面单元刚度矩阵；5)计算系统刚度矩阵；6)确定惩罚因子γ；7)采用常规方法计算出位移和应力应变。