材料硬度的區域性控制

2022-07-31 14:24:17 字數 798 閱讀 4417

rig-space physics**中,提到了一種控制模型硬度的方法。

此方法的關鍵是找到一種途徑,縮放每個四面體元素的硬度。

最直接的思路是,把某個位移下,引數空間的恢復力表示成四面體元素硬度的函式。這樣,讓某個恢復力增大k倍,再反求出此時四面體元素的硬度。

但是有乙個問題,那就是多數本構模型都是非線性的,函式關係十分複雜,基本上不可能求解。

(似乎不一定,因為恢復力是位移的非線性函式,但一般來說是硬度的線性函式)

**的解決辦法是,考慮恢復力的導數。因為若恢復力增大k倍,則恢復力對位移的導數必然也增大k倍。而某點恢復力的導數是可以用矩陣表示的(t = tangent stiffness matrix),矩陣的每個元素都是四面體元素硬度加權和。

引數空間的恢復力導數hp = j^t * t(e1,...en)

* j, 

現在令 s * hp = 

hp' = j^t * t(e1,...en) * j, 解出元素硬度 e1...en即可。

當前的實現方法可以是有兩種:

1.先計算引數的不同取值下的幾組 tangent stiffness matrix,再換算出引數空間的恢復力導數,想辦法把恢復力導數表示成元素硬度的線性函式,最後解方程。

2.改為計算引數的不同取值下每個元素對其頂點產生的恢復力,分別存起來,再換算成引數空間的恢復力,把引數空間恢復力表示成元素硬度的線性函式,最後解方程。

另乙個要考慮的是解方程的方法。**中用的是二次規劃,倍數都加上正數約束,同時最小化的函式加上一項 σ (μ-1)^2。具體方法有待研究。

來自為知筆記(wiz)

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