基于直接多层有限元模拟的二维压电材料的力电性能研究

该文采用直接多层有限元模拟(Direct multi-layer finite element,Direct FE^(2))方法,模拟非均质材料的力-电耦合问题。该方法突破了传统并发多尺度分析方法必须依赖控制脚本进行宏-微观跨尺度信息传递的固有框架。首先,通过有限元的控制方程和并发多尺度分析所需的Hill-Mandel均质化条件,推导出可直接实现宏观与微观信息实时传递的多节点约束方程。其次,将并发多尺度分析所需的宏观结构模型和代表体积单元模型合并为一个有限元模型,避免了在两个尺度之间的重复数据传输。最后,通过算例验证该文算法的正确性和有效性。