一种有限元素分析的方法、系统

摘要

本发明是有关于一种有限元素分析的方法、系统及可被电脑读取的媒体。本发明通过改善的八节点六面体元素来减少有限元素分析方法里的剪切锁定，其以基于宽高比的比例因子，来修正六面体元素的等参数形状函数的偏导数，修正偏导数的方法是应用在计算雅可比矩阵，其中，雅可比矩阵相关于应变的变化率。比例因子是以一个未变形的完美方正固体元素比上一个有特定改变量的元素，该有特定改变量的元素有粗劣的宽高比，即宽高比粗劣的元素可使用基于宽高比的比例因子来映衬到一未变形的完美方正元素；另外在局部雅可比矩阵内非对角线的要素可直接以取消相关剪切变形模式来修正，即便是完美形状的元素，这种修正的值仍可缓和不自然的剪切锁定效应。

主权项

一种有限元素分析的方法，其特征在于其可以减少在一全积分八节点六面体元素的横向剪切锁定效应，该方法包括以下步骤：定义，是经由一电脑系统内的一应用模块来执行，以一有限元素分析模型定义一待改善的工程产品，该有限元素分析模型包含至少一个全积分八节点六面体元素；计算，是经由该应用模块来执行，以计算出该每一个至少一全积分八节点六面体元素的一组宽高比的比例因子；其中该组宽高比的比例因子，是根据以下公式定义：${\lambda }_i^j=\min (1,\frac{L_j}{L_i})i,j=\mathrm{1,2,3}$其中，L1、L2及L3分别是该每一个至少一全积分八节点六面体元素的三个区域维度的长度，而λ^j_i是表示该组宽高比的比例因子之中的一个因子；产生，是经由该应用模块来执行，经由应用基于宽高比的比例因子修正得到的等参数形状函数N_I的多个偏导数，修改等参数雅可比矩阵的非对角项，产生该每一个至少一全积分八节点六面体元素的一修改的等参数雅可比矩阵，以减少该每一个至少一全积分八节点六面体元素的横向剪切锁定效应；以及处理，利用该电脑系统中的该有限元素分析模型来进行有限元素分析，以进行一工程模拟试验，其中，该有限元素分析模型包含该每一个至少一全积分八节点六面体元素及一修改的等参数雅可比矩阵，而该工程模拟试验的结果可帮助使用者对改善该工程产品作出设计决定；其中所述的每一个至少一全积分八节点六面体元素具有三个区域维度。