多边形网格功能梯度材料边界单元法

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1、万方数据多边形网格功能梯度材料边界单元法PolygonalMesh-BasedBoundalyElementMethodforFunctionaIlyGr翟dedMatedals作者姓名：学科、专业：学号：指导教师：完成日期：直堑篮2015年5月大连理工大学DaljanUn毗rsityofTechmbgy万方数据大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包

2、含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：逝臼盎遵搔豳茎}=边蹲盂杰作者签名：固鑫巍一一日期：蛰!篁年—生月卫日万方数据大连理工大学硕士学位论文摘要随着现今材料学科的大力发展和整体科技行业水平的提升，功能梯度材料作为一种材料性质随空间坐标呈梯度变化的复合材料，凭借其耐高温、耐腐蚀和高强度的特点得到众多学者的关注，并在工程中得到广泛应用。但在功能梯度材料的制备中，其内部结构不可避免地存在多重裂

3、纹、孔隙和其他颗粒夹杂等缺陷，针对这一问题，人们提出使用多边形网格单元来模拟裂纹和孔隙等间断问题。相比传统的三角形和四边形单元，多边形网格单元的划分更加灵活，同等条件的精度更高，多边形单元不仅能够很好地模拟复杂的边界情况，并且能够很好地吻合以多边形为基本单胞的材料。但在有限元方法中，要想得到该类问题较为满意的结果，网格划分的工作量往往很巨大，且对多边形单元的积分计算有一定的难度。边界单元法在处理非均质和非线性问题时会有域积分出现在积分方程中，相比于将域积分转换成边界积分仅使用边界单元进行域积分计算的方法，用内部网格积

4、分法计算域积分的方法具有计算速度快的优点。然而，目前还没有学者将多边形网格用于边界元法中域积分的计算中，其中的原因之一是多边形网格积分很难直接通过高斯积分来计算，而文献中常用的三角化积分法，需要先将多边形单元分解为多个三角形单元，这将带来额外的计算量与精度的损失。本文提出一种用多边形网格计算二维弹性力学问题边界元分析中域积分的新方法：首先推导变系数问题用规格化位移表述的边界一域积分方程，通过用有理函数插值，构造了由任意多边组成的多边形网格形函数，用于几何与物理量的插值：然后，用径向积分法将多边形域积分转换成沿多边形周

5、边的线积分，从而解决了用统一方法计算各类多边形网格的积分问题；最后，基于所述理论和相关公式，编写了Foman语言计算程序，通过三个具有代表性的数值算例验证了本文提出的方法的有效性。关键字：多边形网格；功能梯度材料；径向积分法；边界单元法万方数据多边形网格功能梯度材料边界单元法Poly印nalMesh—BasedBoundaryElementMemod南rFunctionallyGradedMaterialsAbstractW矗htherapiddevelopmentofnDdernlm把rialsscienCeand

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