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船舶力学2025年第12期:高精度四边形逆壳单元的算法研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:闫宏生;唐蒋拼;

单位:天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;天津大学建筑工程学院;

摘要:船舶结构会因极端或周期性载荷、腐蚀和侵蚀而失效,因此有必要对船舶进行结构健康监测(SHM),以确保船舶结构的安全性、可靠性和完整性,以避免重大事故的发生。位移重构是结构健康监测的主要目标之一,逆有限元法(iFEM)是一种用于板壳结构全场位移重构的结构健康监测方法。现有的逆有限元算法应用于大曲率曲面壳体,会出现单元翘曲问题而影响拟合精度。本文提出了一种改进逆有限元算法,该算法不改变单元本身的位移–应变关系,在不增加网格和节点数量的前提下,通过在单元高斯积分点上建立切平面坐标系,对单元刚度积分进行改进,提高逆壳单元的计算精度。数值算例结果表明,改进的逆壳单元能有效降低逆有限元重构后的位移误差。

关键词:逆有限元法;;结构健康监测;;位移重构;;板壳结构