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研究生: 李旻壕
Min-Hau Li
論文名稱: 接觸面問題中特殊固體元素之發展與推導
The development and derivation the special solid element contact problems
指導教授: 潘誠平
Chan-Ping Pan
口試委員: 邱建國
Chien-Kuo Chiu
蔡幸致
Hsing-Chih Tsai
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 95
中文關鍵詞: 無元素法特殊固體元素滑動位移場
外文關鍵詞: element free formulation method, special solid element, sliding displacement field
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  • 本文主要研究接觸面(contact surface)問題下,物體的黏結(tie)情形分析。
    共同面的位移場使用無元素法來建立,其餘結構以有限元素來分析,首先說明共同面位移場建立所遭遇的問題,並以特殊的固體元素來解決,之後推導其形狀函數與勁度矩陣參數應用於碰撞體的碰撞面上進行程式分析。
    以文獻回顧的方式說明:(1)罰數法、(2)拉格朗其法、(3)網格重新切割法;再與本文研究的獨立共同介面法作比較。另外個別探討接觸面的滑動問題,分為滑動外力、滑動束制條件、滑動位移自由度來探討,並在滑動位移自由度內加入特殊固體元素來建立滑動位移場。


    This paper studies the contact problem and the tie problem.
    The common displacement field is establishedby element free formulation method, the remaining structure use the finite element to analyze. First, to explain the problems in creating common displacement field, and use special solid elements to resolve the problems . After the derivation of the shape functions and stiffness matrix parameters used in the collision plane of crash bodies to conduct program analysis.
    Note the methods shown in the literature review: (1) penalty number, (2) Lagrange multiplier method, (3) automesh method. Further with this paper, the common interface is an independent method for comparison. In addition to individual issues of the sliding contact surface is divided into external sliding, sliding beam system conditions, the displacement degrees of freedom to explore the sliding and sliding displacement degrees of freedom to add a special element to create a solid sliding displacement field.

    第一章 緒論 - 1 - 1.1 前言 - 1 - 1.2 研究動機與目的 - 2 - 1.3 研究內容 - 3 - 第二章 文獻回顧 - 4 - 2.1 無元素法之介紹 - 4 - 2.1.1 移動式最小平方合內插法 - 5 - 2.1.2 權重函數的探討 - 10 - 2.1.3 高斯數值積分(Gaussian Quadrature method) - 12 - 2.2 接觸面處理的方法 - 14 - 2.2.1 罰數法介紹(Penalty Method) - 15 - 2.2.2 拉格郎其法(Lagrange Multiplier) - 17 - 2.2.3 網格重新切割法 - 17 - 2.2.4 以無元素法建立共同接觸面 - 18 - 2.3 接觸面切向滑動簡介 - 21 - 第三章 特殊固體元素的發展 - 26 - 3.1 舉例說明接觸面K矩陣的不穩定 - 26 - 3.2 佈滿元素碰撞面特殊13點固體元素 - 36 - 3.3 碰撞面局部加點17點特殊固體元素 - 52 - 3.4 兩次映射的混合型映射元素 - 62 - 3.5 特殊固體元素接觸面節點結合 - 73 - 第四章 特殊固體元素程式分析與方法比較 - 76 - 4.1 簡支梁分析 - 76 - 4.2 碰撞面使用特殊固體元素進行程式分析 - 80 - 4.2.1 碰撞體完整元素一對一分析 - 81 - 4.2.2 碰撞體元素局部碰撞面分析 - 84 - 第五章 接觸面切向滑動的分析構想 - 86 - 5.1 滑動摩擦力條件的探討 - 87 - 5.2 滑動束制條件的探討 - 88 - 5.3 模擬滑動位移的技巧 - 89 - 第六章 結論與建議 - 92 - 6.1 結論 - 92 - 6.2 建議 - 95 -

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