7
|
Связи
|
1, 2, 5, 6, 7
|
1, 2, 3, 6
|
2, 3, 4, 6
|
3, 4, 5, 6, 7
|
1, 4, 5, 7
|
1, 2, 3, 4, 6, 7
|
1, 4, 5, 6, 7
|
Тогда, для хранения матрицы
жесткости необходимо построчно запоминать информацию о коэффициентах, соответствующих узлам, с которыми
связан данный узел. На рис. 2 приведены матрица жесткости и ее компактное
представление для сетки изображенной на рис 1 [9].
Текст
подпрограммы, реализующий предложенный алгоритм анализа структуры КЭ-разбиения
тела, приведен в Приложении 1.
Данный способ
компактного хранения матрицы жесткости позволяет легко его использовать
совместно с каким-нибудь численным методом. Наиболее удобным для этой цели
представляется использование вышеизложенного итерационного метода Ланцоша, так
как на каждой итерации требуется только перемножать матрицу коэффициентов СЛАУ
и заданный вектор. Следовательно, для использования предложенного метода
компактного хранения СЛАУ необходимо построить прямое и обратное преобразование
в первоначальную квадратную матрицу.
Пусть – элемент первоначальной квадратной матрицы размерностью , а - ее компактное представление. Тогда для
обратного преобразования будут справедливы следующие соотношения:
, (*)
где m – количество степеней свободы (m=1,2,3).
Для прямого
преобразования будут справедливы соотношения, обратные к соотношениям (*).
3 ЧИСЛЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
Для проверки
предлагаемого метода компактного хранения матрицы жесткости была решена задача
о контактном взаимодействии оболочечной конструкции и ложемента [12] (рис. 4).
Данная задача часто возникает на
практике при транспортировке или хранении с горизонтальным расположением оси
оболочечные конструкции устанавливаются на круговые опоры - ложементы.
Взаимодействие подкрепленных оболочечных конструкций и ложементов
осуществляется через опорные шпангоуты, протяженность которых вдоль оси
оболочки соизмерима с шириной ложементов и много меньше радиуса оболочки и
величины зоны контакта.
Данная задача
решалась методом конечных элементов при помощи системы FORL [5]. Дискретная модель ложемента (в
трехмерной постановке) представлена на Рис. 5.
При построении
данной КЭ-модели было использовано 880 узлов и 2016 КЭ в форме тетраэдра.
Полный размер матрицы жесткости для такой задачи составляет байт, что
приблизительно равно 2,7 Мбайт оперативной памяти. Размер упакованного
представления составил около 315 Кбайт.
Данная задача
решалась на ЭВМ с процессором Pentium 166 и 32 МБ ОЗУ двумя
способами – методом Гаусса и методом Ланцоша. Сопоставление результатов решения
приведено в Таблице 1.
Таблица 1.