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非均质复合材料力学性能的确定性多尺度计算方法
【作者】 裴世源 徐华 西安交通大学现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室 西安710049 新疆大学机械工程学院 乌鲁木齐830046
【关键词】 有限细胞法 多尺度计算 非均质复合材料
【摘要】针对具有多尺度特性的非均质复合材料进行结构强度分析,提出了一种确定性多尺度计算方法——有限细胞法（FCM）。该方法通过矩阵凝聚和插值近似得到粗网格的刚度矩阵,在计算得到粗网格解后,通过回代技术可获得全域细网格解。为验证FCM的计算精度和计算效率,构造了多个数值算例,并与理论和有限元（FEM）结果进行了对比,结果发现：相对于FEM,FCM可显著扩大计算规模,提高计算速度,且易于并行;相对于其他多尺度计算方法,FCM在构造粗网格刚度矩阵过程中无需引入微观边界条件,计算精度高,易于降尺度计算。因此,FCM是分析复合材料结构强度的一种有效的多尺度算法,同时该方法易于推广至多尺度的非线性结构分析、热分析、地下水渗流分析等领域。
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