Непрямые методы граничных элементов

РАСЧЕТ ГИБКИХ ПЛАСТИН И ПОЛОГИХ ОБОЛОЧЕК НЕПРЯМЫМ МЕТОДОМ ГРАНИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ [c.72]

Чтобы ввести читателя в круг идей, лежащих в основе применения МГЗ, и продемонстрировать свойства фундаментальных решений получающихся при этом дифференциальных уравнений, в следующих параграфах достаточно подробно описываются решения ряда одномерных задач. На данной стадии опускается строгое математическое обоснование используемых методов, решения строятся с привлечением главным образом интуитивных соображений и основное внимание концентрируется на физической сущности операций, особенно в случае непрямого метода граничных элементов. [c.24]

Применение непрямого метода граничных элементов [c.27]

Сравнение прямого и непрямого методов граничных элементов [c.50]

Непрямой метод граничных элементов [c.103]

Уравнения (10.54) и (10.55) можно теперь обычным образом использовать для получения дискретных уравнений непрямого метода граничных элементов. [c.292]

Формулировка непрямого метода граничных элементов для тонких пластин [c.317]

ГОСТИ И механика разрушения. В гл. 1 содержится обзор этих методов в контексте общих краевых задач, которые могут относиться к любой из названных областей или к ним всем. Остальные главы посвящены методам граничных элементов в механике твердого тела. В гл. 2 дается обзор сведений из теории упругости, которые затем постоянно используются в остальной части книги. В гл. 3 вводится решение Фламана для линии сосредоточенных сил, действующих на границе полуплоскости, и для этого случая разрабатывается простой метод граничных элементов. Цель состоит в том, чтобы показать, как математическое решение элементарной задачи может быть преобразовано в вычислительную технику для решения более сложных проблем. В гл. 4 и 5 построены два непрямых метода граничных элементов для плоских задач. Идея прямых методов (эта терминология разъясняется в гл. 1) развивается в гл. 6 с помощью скорее физических, чем математических соображений. В гл. 7 иллюстрируются некоторые обобщения методов граничных элементов и технические приемы, позволяющие увеличить точность решения. Некоторые из этих приемов общие, а другие специально созданы для определенных классов задач. Особое внимание уделяется тому, как для решения этих задач строятся вычислительные программы. И наконец, в гл. 8 даны примеры приложений методов граничных элементов в горной геомеханике и инженерной геологии. Эти примеры подобраны таким образом, чтобы проиллюстрировать ту помощь, которую оказывает метод граничных элементов, облегчая понимание физических процессов. [c.8]

Различие между физическими и математическими формулировками техники граничных элементов можно пояснить, напомнив, что в любой краевой задаче некоторые граничные параметры заданы как условия на границе, тогда как прочие отыскиваются при решении задачи в целом. В физическом подходе, как подчеркнуто выше, вначале отыскиваются сингулярности, которые удовлетворяют заданным граничным условиям, и только затем через эти сингулярные решения вычисляются остальные граничные параметры. Поскольку неизвестные граничные параметры не определяются непосредственно, эта процедура носит название непрямого метода граничных элементов. В математическом подходе промежуточный этап исключается благодаря использованию некоторых фундаментальных интегральных теорем, что ведет к системе алгебраических уравнений, непосредственно связывающей неизвестные граничные параметры с параметрами, заданными на каждом элементе контура. Соответственно эта процедура называется прямым методом граничных элементов. [c.14]

В приложениях к этой книге приведены три различные программы на языке Фортран для решения двумерных краевых задач линейной теории упругости. Две программы основаны на непрямых методах граничных элементов, а третья — на прямом методе. Эти программы имеют модульный характер, что свойственно гранично-элементному подходу. Будет показано (гл. 7), что программы можно совершенствовать, используя различные сингулярные решения (программные модули ), точно удовлетворяющие некоторым видам граничных условий. Фактически, комбинируя различные программные модули, можно легко сконструировать новые программы граничных элементов по принципу ad ho (для данного случая). Если читатели смогут построить вычислительные программы, позволяющие решать задачи, подобные тем, которые обсуждаются в гл. 7 и 8, они могут быть уверены, что овладели гранично-элементным подходом. [c.15]

Обсуждение этих более сложных и точных аппроксимаций можно найти в работах [18, 28, 35, 42]. Подобные концепции ставят гранично-элементный анализ в один ряд с современными работами по конечно-элементному анализу. Преимущество прямого метода граничных интегралов состоит в том, что пока что он проявил себя как более подходящий для развития этого направления по сравнению с непрямыми методами граничных элементов. [c.136]

Нелинейное поведение контакта 222— 237, 248—251 Неограниченная пластина с круглым отверстием 101 Непрямые методы граничных элементов 14 [c.326]

Обобщенный метод наложения потоков или особенностей [37 53], названный позднее методом граничных интегральных уравнений, или непрямым методом граничных элементов [54 - 59 90], основывается на теореме, выведенной Г. Ламбом ...всякий вообще потенциальный поток может быть получен от определенной системы источников и стоков, распределенных по границе области . Решение уравнения Лапласа, записанного в интегральном виде, при заданных граничных условиях дает возможность такую систему определить. [c.502]

Кроме изложенного вьппе прямого метода граничных элементов, весьма эффективными являются также непрямые методы [1,4, 29]. [c.105]

Применение метода граничных элементов часто осложняется отсутствием фундаментальных решений дифференциальных уравнений или громоздкими сложными выражениями, определяющими фундаментальные решения. В настоящем параграфе излагается итерационный процесс решения задач изгиба пологих оболочек в геометрически нелинейной постановке, основанный на применении фундаментальных решений задач изгиба и плоского напряженного состояния пластины. Приведены интегральные уравнения непрямого МГЭ. Система нелинейных дифференциальных уравнений в перемещениях (3.1.3) для оболочки постоянной толщины записывается в виде [24] [c.72]

Эквивалентность непрямого и прямого методов граничных элементов [c.75]

Метод 1. В установленных выше соотношениях прямого и непрямого методов временная переменная трактуется фактически точно так же, как и пространственные. Поэтому плоскую задачу диффузии в соответствии с рис. 9.1 можно рассматривать как трехмерную , где третьей пространственной переменной является время, и строить решение ее непосредственно в момент времени t. Границы , образованные прямыми, параллельными оси времени, можно разбить на элементы, размеры которых, вероятно, могут увеличиваться со временем (например, логарифмически [17]) по мере приближения к стационарному решению. Основная идея метода граничных элементов сводится к полной дискретизации пространственных и временных границ (рис. 9.1) и определению всех неизвестных величин на границе, по которой могут быть вычислены любые значе- [c.254]

Непрямые и прямые методы граничных элементов [c.14]

При решении краевых задач для неоднородных упругих тел можно использовать любой из рассмотренных выше методов граничных элементов. Однако для прямой и непрямой формулировок имеются незначительные различия в численной процедуре, и поэтому ниже они описываются отдельно. [c.170]

В данной книге варианты метода граничных элементов разделены на три группы прямой, непрямой и разрывных смещений. В прямом варианте, называемом в книге прямым методом граничных уравнений (гл. 6), на границе непосредственно связываются механические величины — усилия и смещения. Часть этих величин (например, усилия) задана, а значения энергетически сопряженных переменных (в частности, смещений) определяются на элементах границы при решении системы линейных алгебраических уравнений, отвечающей приближенно граничному интегральному уравнению. Последнее, как упоминалось, не всегда или не сразу [c.272]

Различия в вариантах МГЭ проявляются прежде всего в приемах вывода соответствующих граничных интегральных уравнений и отчасти в способах обработки результатов их решения. Техника же разбиения границ, аппроксимаций, подсчета коэффициентов, решения уравнений, коль скоро они получены, расчетов для внутренних точек остается одной и той же. Поэтому структура и многие элементы программ, реализующих любой вариант, одинаковы и развитие вычислительной стороны осуществляется для метода граничных элементов в целом. Это отчетливо показано в данной книге, и авторы настойчиво добиваются, чтобы читатель ощутил единый модульный характер вычислительных программ и значительную общность модулей. Сравнивая достоинства вариантов, можно все же отметить, что прямой метод, включая и вариант разрывных смещений в прямой его трактовке, очень привлекателен для механиков и инженеров своей главной чертой — тем, что в нем неизвестные функции являются физически осязаемыми величинами. Это немаловажное достоинство становится особенно ценным в случаях, когда достаточно знать лишь значения усилий и смещений на границе, когда необходимо учесть дополнительные соотношения в угловых и других особых точках, а также в контактных задачах, подобных рассмотренным в 8.2, 8.4, при произвольных условиях, связывающих усилия с взаимными смещениями в соприкасающихся точках границ. С другой стороны, в непрямых вариантах несколько сокращаются вычисления на заключительном этапе — при нахождении напряжений, деформаций и смещений во внутренних точках области по найденному решению ГИУ. [c.274]

Непрямой метод. В непрямом методе мы будем считать, что tp изменяется линейно вдоль граничных элементов, т. е. [c.258]

В уравнениях (15.1) предполагается, что декартовы координаты Xi (или в уравнениях (15.2) для непрямого метода) в произвольной точке, принадлежащей д-щ граничному элементу, выражаются через декартовы координаты j f узлов (например, k=, 2, п) и базисные функции N r]) [c.416]

Согласно НМГЭ (непрямого метода граничных элементов) неизвестную функцию W можно представить следующим образом [c.154]

Благодаря указанным выше свойствам задача Неймана и задача Дирихле сводятся к решению сингулярных интегральных уравнений относительно неизвестных плотностей источников (компенсирующих нагрузок) в непрямом методе граничных элементов. В этом случае источники не имеют физического смысла, а решение ищется в виде (п.3.1) или (п.3.2). Если находить решение в виде (п.3.4), то задача сведется к решению интегрального уравнения относительно неизвестных плотностей и(4) или одна [c.176]

Литература по методам граничных элементов в теории упругости более или менее равно распределяется между непрямыми и прямым подходами. Примеры непрямых методов даются в работах tl, 3, 6, 13, 311, а прямые методы разъясняются в [17, 37, 38, 40]. Кроме того, следует отметить труды трех специальных конференций по методам граничных элементов, один под редакцией Круза и Риццо [20], а два других под редакцией Бреб-бия [7, 8]. [c.15]

Введенные выше потенциалы простого слоя, двойного слоя и их производные, как показано в 1, удовлетворяют тождественно дифференциальным уравнениям теории упругости внутри тела при отсутствии объемных сил. Частное решение, соответствующее действию объемных сил, выражается объемным потенциалом с плотностью, равной объемной силе. В связи с этим решение тон или иной краевой задачи теории упругости можно попытаться искать в виде суммы одного или нескольких граничных потенциалов и объемного потенциала. Плотности граничных потенциалов должны содержать достаточно неизвестных, чтобы можно было удовлетворить граничные условия. Для нахождения этих неизвестных строятся интегральные уравнения на границе тела —граничные интегральные уравнения (ГИУ). Если при заданных краевых условиях доказано существование решения построенного интегрального уравнения, то тем самым обоснована использованная формула представления решения. Вопрос обоснования формулы представления решения не возникает, если в качестве ее используется формула Сомильяны, справедливая дл любого регулярного, т. е. принадлежащего классу ( (Q) n (Q)) , поля перемещений, а также для более общих классов перемещений, для которых имеет место формула Бетти. Поскольку плотности потенциалов простого и двойного слоя, входящих в формулу Сомильяны, имеют прямой физический смысл, то соответствующую формулировку метода граничных элементов (МГЭ) называют прямой формулировкой МГЭ. В противоположность этому формулировку МГЭ, использующую другие формулы представления, называют непрямой формулировкой МГЭ. [c.62]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...