用于高效建模桁架基晶格结构的广义非局部准连续体方法
数值分析
2025-03-14 v1 数值分析
摘要
为缓解大规模建模桁架基晶格结构力学行为所伴随的显著计算成本，本工作提出了一种并发多尺度方法：广义非局部准连续体（GNQC）方法。GNQC推广了经典的非局部准连续体框架，通过消除对粗粒化区域中精确能量采样的仿射或高阶变形模式的假设，并确保与一般有限元形状函数在粗粒化中的一致性。引入的GNQC方法具有三个关键特征：（1）本构模型一致框架，在局部全分辨率区域和粗粒化域中使用相同的晶格本构关系，与现有非局部QC方法类似；（2）形状函数一致的能量采样机制，与一般采用的形状函数的插值阶数对齐，与现有准连续体工作有显著差异，并大幅降低计算成本；（3）一致的界面兼容性，使不同分辨率区域之间的界面能够无缝传递能量和力，无需繁琐的界面处理。GNQC的性能通过一系列数值测试案例得到验证，包括拉伸、固支弯曲、三点弯曲和裂纹扩展问题，展示了良好的精度。此外，还研究了GNQC的误差分析和收敛行为。
引用
@article{arxiv.2503.10134,
title = {A Generalized Non-local Quasicontinuum Approach for Efficient Modeling of Architected Truss-based Lattice Structures},
author = {Zi Li and Fan Yang and Qingcheng Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.10134},
year = {2025}
}