具有Drilling自由度的八节点四边形混合壳单元

来源：计算力学学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：马旭,杨炫峥,李坦

单位：燕山大学 理学院, 秦皇岛 066004,燕山大学 理学院, 秦皇岛 066004,燕山大学 理学院, 秦皇岛 066004

摘要：构造了一个八节点四边形混合壳单元QFUQA8,其中精化非协调膜部分具有Drilling自由度,采用两种位移场改进了组合质量矩阵,通过选取不同的精化元参数,来提高单元的计算精度,根据Airy应力函数的解析解得到的单元应力场构造插值函数,将Drilling旋转添加到八节点等参元的位移场确定测试函数;板部分以任意阶的Timoshenko梁函数构造单元的边界位移插值,Airy应力函数作为假定应力函数,通过向平均面投影的方式修正了存在翘曲结构的单元。数值算例表明,构造的平板壳单元能通过非零常剪力分片检验,并且在壳体结构分析中具有良好的精度和收敛性。

关键词：非对称有限元法,杂交应力元,Airy应力函数,平板壳单元,

基金资助：国家自然科学基金(11702242);河北省自然科学基金(A2019203403)资助项目.