NewError 发表于 2009-8-25 11:02

关于《有限单元法》书上的一个疑问

关于王勖成的《有限单元法》中,13.2 质量矩阵和阻尼矩阵方面我想有个问题问
   3节点三角形单元(每节点有2个自由度),根据位移插值,计算协调质量矩阵时候得:
M(e) = (W/3)*         0.5000         0    0.2500         0    0.2500         0
                                              0    0.5000         0    0.2500         0    0.2500
                                     0.2500         0    0.5000         0    0.2500         0
                                              0    0.2500         0    0.5000         0    0.2500
                                     0.2500         0    0.2500         0    0.5000         0
                                              0    0.2500         0    0.2500         0    0.5000

转换成集中质量矩阵的时候,对角线矩阵上面,对角线上,全是1.....
M(el) = (W/3)*               1   0   0   0   0   0
                                       0   1   0   0   0   0
                                       0   0   1   0   0   0
                                       0   0   0   1   0   0
                                       0   0   0   0   1   0
                                       0   0   0   0   0   1
然后,我计算了,4节点正方形单元的位移插值....按照集中质量的形式.....
算出来对角线8个全是1..........
这是怎么回事的....算出来的不应该是这样的呀....
有人能告诉我吗? 这样子的话,后面的计算就会出错了......到底正确形式是怎样的...
难道是因为正方形太对称了? 位移插值算出来只有1个是满足的...
那按照插值的算法,如果有正N边形,且N个节点,先算2个自由度,
因为那样子的话不管怎么算,只要满足方程的话,那是不是都会是一样的形式?

对于正方形,我算了8节点的,就不会是一样的了,那4节点的集中质量矩阵,真的是那样对称的矩阵吗,请问各位了........

[ 本帖最后由 NewError 于 2009-8-25 11:06 编辑 ]

NewError 发表于 2009-8-25 20:39

没有人帮忙.....我又另外算了一次
后来还是根据《有限单元法》,计算了今天问的那个“正方形”单元
这个方法算出来的结果跟上午问的时候是一样的,那也就基本上确定了那样了,下面是过程
先计算协调质量矩阵:
ans =

[   1/9,      0,   1/18,         0,      1/36,         0,    1/18,         0]
[      0,    1/9,      0,   1/18,            0,   1/36,          0,   1/18]
[ 1/18,       0,   1/9,          0,      1/18,         0,    1/36,         0]
[       0,1/18,       0,       1/9,            0,   1/18,          0,   1/36]
[ 1/36,      0,1/18,          0,      1/9,         0,   1/18,      0]
[       0,1/36,      0,    1/18,         0,      1/9,         0,1/18]
[ 1/18,      0,1/36,          0,      1/18,         0,      1/9,       0]
[       0,1/18,      0,    1/36,         0,    1/18,         0,    1/9]

然后再试着求解集中质量矩阵:
0.25         0         0         0         0         0         0         0
         0    0.25         0         0         0         0         0         0
         0         0    0.25         0         0         0         0         0
         0         0         0    0.25         0         0         0         0
         0         0         0         0    0.25         0         0         0
         0         0         0         0         0    0.25         0         0
         0         0         0         0         0         0    0.25         0
         0         0         0         0         0         0         0    0.25

那也就是相当于提取了(W/4)之后,矩阵里面就剩下对角线,且为1;
看来用这样的算法,跟开始时候,算出来的插值,Ni=1 代进去是一样的;

4节点正方形单元由于特殊的对称性,取插值的时候往往可以出现抵消情况...
所以想猜想下,平面正N边形是不是都有这么“协调”的样子,那样太方便了
下次回去证明下,嘻~
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