基于光滑有限元法的体积锁定研究

针对数值模拟中求解几乎不可压缩材料时产生的体积锁定问题,提出了2种基于光滑有限元法的解决方案。方案1基于光滑子单元域有限元法,通过将材料特性矩阵划分为剪切部分和挤压部分,利用选择积分分别形成相应的刚度矩阵,对产生体积锁定的挤压部分运用一个光滑子单元进行计算,而对剪切部分运用多个光滑子单元进行计算;方案2综合应用光滑节点域有限元法和光滑边域有限元法,用免于体积锁定的光滑节点域有限元法计算挤压部分,用结果精确的光滑边域有限元法计算剪切部分。算例研究结果证明了2种方案的正确性和有效性,且方案2的计算精度高于光滑节点域有限元法。