求解不连续中厚板自由振动的微分容积单元法

基于区域叠加原理和微分容积法,发展了一种新型的数值方法——微分容积单元法,用以分析具有不连续几何特征的中厚板的自由振动。根据板的不连续情况将其划分为若干单元,在每个单元内用微分容积法将控制微分方程离散成为一组线性代数方程,在相邻的单元连接处应用位移连续条件和平衡条件,引入边界约束条件后得到一套关于各配点位移的齐次线性代数方程,由此可导出求解系统固有频率的特征方程。本文用子空间迭代法求解特征方程,并以开孔板、混合边界条件板和突变厚度板为例研究了方法的收敛性和计算精度。

阶梯式Timoshenko梁自由振动的DCE解

本文基于微分容积法和区域叠加技术提出了微分容积单元法(Differential Cubature Element method,以下简称DCE方法),并用之求解阶梯式变截面Timoshenko梁的自由振动问题。根据梁的变截面情况将其划分为几个单元,在每个单元内应用微分容积法将梁的控制微分方程和边界约束方程离散成为一组关于该单元内配点位移的线性代数方程组,将这些方程组写在一起并在各单元之间应用连续性条件和平衡条件得到一组关于整个域内各点位移的齐次线性代数方程组,这是一广义特征值问题,由子空间选代法求解该特征值问题便可求得系统的自振频率。数值算例表明,本方法能稳定收敛、并有较高的数值精度和计算效率。