О РЕШЕНИИ МНОГОТОЧЕЧНЫХ КРАЕВЫХ ЗАДАЧ РАСЧЕТА КОНСТРУКЦИЙ В ДВУМЕРНОЙ ПОСТАНОВКЕ НА ОСНОВЕ СОВМЕСТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ДИСКРЕТНО-КОНТИНУАЛЬНОГО МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЧАСТЬ 2: ОСОБЕННОСТИ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОЙ АППРОКСИМАЦИИ И ЗАДАНИЕ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ

Как известно, постановка многоточечной краевой задачи включает три основные составляющие: описание области, занимаемой конструкцией и соответствующих подобластей; описание условий внутри области, т.е. внутри соответствующих подобластей; описание условий на границе области, т.е. условий на границах «стыковки» подобластей. Данная статья является продолжением другой, опубликованной ранее работы, в которой рассматривались постановка и общие принципы аппроксимации многоточечной краевой задачи статического расчета балки-стенки на основе совместного применения метода конечных элементов и дискретно-континуального метода конечных элементов. Отметим, что аппроксимация в пределах фрагментов конструкции, имеющих регулярные физико-геометрические параметры по одному из направлений, целесообразно проводить на основе дискретно-континуального метода конечных элементов (ДКМКЭ), а для аппроксимации всех остальных фрагментов следует использовать стандартный метод конечных элементов (МКЭ). В настоящей публикации приводятся адаптированные для алгоритмической реализации формулы определения перемещений, производных от перемещений, деформаций и напряжений в рамках конечноэлементной модели (причем как в пределах конечного элемента, так и соответствующие узловые значения с учетом осреднения), проводится анализ вариантов условий стыковки на границах подобластей (соответственно дискретных моделей и дискретноконтинуальных моделей и условия типа «шарнирное опирание», «свободных край», «идеальный контакт» (в общей сложности выделено двенадцать основных (базовых) вариантов стыковок, к которым сводятся большинство возникающих на практике условий)), для каждого из таких случаев представлены адаптированные для алгоритмической реализации формулы вычисления элементов соответствующих матриц коэффициентов и векторов правых частей.

ABOUT SOLUTION OF MULTIPOINT BOUNDARY PROBLEMS OF TWO-DIMENSIONAL STRUCTURAL ANALYSIS WITH THE USE OF COMBINED APPLICATION OF FINITE ELEMENT METHOD AND DISCRETE-CONTINUAL FINITE ELEMENT METHOD

As is well known, the formulation of a multipoint boundary problem involves three main components: a description of the domain occupied by the structure and the corresponding subdomains; description of the conditions inside the domain and inside the corresponding subdomains, the description of the conditions on the boundary of the domain, conditions on the boundaries between subdomains. This paper is a continuation of another work published earlier, in which the formulation and general principles of the approximation of the multipoint boundary problem of a static analysis of deep beam on the basis of the joint application of the finite element method and the discrete-continual finite element method were considered. It should be noted that the approximation within the fragments of a domain that have regular physical-geometric parameters along one of the directions is expedient to be carried out on the basis of the discrete-continual finite element method (DCFEM), and for the approximation of all other fragments it is necessary to use the standard finite element method (FEM). In the present publication, the formulas for the computing of displacements partial derivatives of displacements, strains and stresses within the finite element model (both within the finite element and the corresponding nodal values (with the use of averaging)) are presented. Boundary conditions between subdomains (respectively, discrete models and discrete-continual models and typical conditions such as “hinged support”, “free edge”, “perfect contact” (twelve basic (basic) variants are available)) are under consideration as well. Governing formulas for computing of elements of the corresponding matrices of coefficients and vectors of the right-hand sides are given for each variant. All formulas are fully adapted for algorithmic implementation.