薄梁板结构NURBS几何精确有限元分析

摘要

与传统有限元不同,非均匀有理B样条(NURBS)几何精确有限元有机结合了计算机辅助几何设计和有限元分析方法,不仅可以有效消除几何离散误差,还非常容易构造整体高阶连续近似。本文利用NURBS有限元这一优点将其应用于对近似函数有C1连续性要求的薄梁板问题。文中详细讨论了NURBS基函数的构造和梁板结构的等效积分弱形式,并采用罚函数法将强制边界条件作为约束条件引入梁板弱形式,建立了NURBS有限元离散方程。该方法不引入额外变量,易于编程实现。典型梁板算例结果表明基于罚函数边界施加方式的几何精确NURBS有限元法具有很高的精度,可以有效求解薄梁板结构问题。