基于修正高阶剪切变形理论的力基梁单元模型用于功能梯度梁的精确分析
计算工程、金融与科学
2025-07-15 v7
摘要
本文提出一种基于修正高阶剪切变形理论的力基梁有限元模型，用于功能梯度梁的精确分析。在修正高阶剪切变形理论中，横向剪应力沿梁厚度的分布由微分平衡方程得到，并推导了修正剪切刚度以考虑横向剪应力分布的影响。在所提出的梁单元模型中，与传统将广义位移视为未知场的梁有限元不同，内力被视为未知场，并通过使用高阶剪切梁微分平衡方程的闭式解预先定义。然后，通过引入几何关系和本构方程，用内力表示广义位移，并基于边界处的平衡条件和单元内的相容性条件构建梁单元方程组。数值算例证明了所提出的高阶梁单元模型在功能梯度夹层梁静力分析中的准确性和有效性，特别是在真实横向剪应力分布方面。
引用
@article{arxiv.2312.14367,
title = {A force-based beam element model based on the modified higher-order shear deformation theory for accurate analysis of FG beams},
author = {Wenxiong Li and Huiyi Chen and Suiyin Chen and Zhiwei Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.14367},
year = {2025}
}