幾種用于單元胞模擬的周期性邊界條件

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為了估計非均質(zhì)材料的平均力學響應,根據(jù)三種不同的局部化方法:運動均勻邊界條件(KUBC)、周期邊界條件(PBC)和靜態(tài)均勻邊界條件(SUBC),計算了平均應力與平均應變之間的關(guān)系。對于所有這些方法,平均載荷可以是平均應力或平均應變(或平均應變和應力分量的獨立組合)。RVE的本構(gòu)材料可以是線性的,也可以是非線性的,分析可以是小應變,也可以是有限應變。

  對于SUBC方法,任何孔都不應該與RVE的邊界相交(在這種情況下,方法的不一致性)。此外,這種方法的位移場并不是唯一的(剛性平移和旋轉(zhuǎn)不是固定的)。

幾種用于單元胞模擬的周期性邊界條件的圖3

PBC方法僅在理論上適用于周期性材料。線性約束將邊界對面節(jié)點的位移耦合起來。相對面的網(wǎng)格必須是相同的:在面的每一個節(jié)點上,必須對應通過周期性向量的平移而定義的相對面上的一個節(jié)點。 必須定義一對面和一個周期性向量:第二個集合的網(wǎng)格必須是根據(jù)周期性向量對第一個集合的網(wǎng)格進行轉(zhuǎn)換的結(jié)果。你必須對這對面孔重復多次必要的操作。

對于PBC這種方法,位移場并不是唯一的:剛性平移不受周期性條件的固定,可以通過在RVE中的一個節(jié)點上固定位移來使解唯一。

KUBC (Kinematic Uniform Boundary Conditions),

PBC (Periodic Boundary Conditions), 

SUBC (Static Uniform Boundary Conditions),

equation約束,

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幾種用于單元胞模擬的周期性邊界條件的圖4圖一的例子文件.rar

幾種用于單元胞模擬的周期性邊界條件的圖5圖二的例子文件.rar

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