等參單元

如果單元坐標變換和位移函式所用形函式階次相等,那么用於規定單元形狀的結點數應等於用於規定單元位移的結點數,這種單元稱為等參數單元。

優點

由於等參變換的採用使等參單元的剛度、質量、阻尼、荷載等特性矩陣的計算仍在前面所表示單元的規則域內進行,因此不管各個積分形式的矩陣表示的被積函式如何複雜,仍然可以方便地採用標準化的數值積分方法計算。也正因為如此,等參元已成為有限元法中套用最為廣泛的單元形式。

起源

在有限元的格線劃分中常用的一些單元,像三角形、矩形、六面體單元等,都是形狀很規則的單元。對於形狀規則的連續體,用這些單元來離散可以獲得比較好的結果。但是,對於一些幾何形狀比較複雜的連續體,再用這些單元離散就比較困難了。於是出現了坐標變換的方法來解決這個問題。通過一一對應的坐標變換,把形狀不規則的單元轉變成形狀規則的單元,就可以用它們來離散幾何形狀複雜的連續體。

有些求解問題的域的幾何形狀比較規則,那么採用原來的坐標進行積分運算就不是很複雜,但是有些幾何形狀比較畸形,會使運算處理很麻煩,於是就有這樣的想法,能不能去把這個畸形的東東轉換到一個比較規則,比較普遍的通用的形體上,在這個形體上去研究它的性質,卻不改變原來的問題,這也就是等參單元的發明目的。

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