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分数阶壳理论:公式推导及其在非局部圆柱板分析中的应用

计算工程、金融与科学 2022-06-29 v1

摘要

我们提出了一种基于分数阶微积分的理论与计算框架,用于分析圆柱壳板的非局部静力响应。分数阶导数的微分-积分性质提供了一种高效且准确的方法,以考虑曲结构中长程(非局部)相互作用的影响。更具体地说,使用框架不变的分数阶运动学关系使得一种物理上、数学上和热力学上一致的公式能够建模非局部弹性相互作用。为了评估这些非局部壳在涉及广义载荷和边界条件的实际场景下的响应,分数阶有限元法(f-FEM)被扩展以纳入基于一阶剪切可变形位移理论的壳单元。最后,进行了数值研究,探索非局部圆柱壳板的线性和几何非线性静力响应。本研究旨在为通过分数阶模型研究曲结构的非局部行为提供通用基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.02392,
  title  = {Fractional-Order Shell Theory: Formulation and Application to the Analysis of Nonlocal Cylindrical Panels},
  author = {Sai Sidhardh and Sansit Patnaik and Fabio Semperlotti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.02392},
  year   = {2022}
}