[发明专利]一种用于结构大变形响应的物质点法的物质信息映射方法

摘要

本发明提供一种用于结构大变形响应的物质点法的物质信息映射方法，该方法通过追踪结构大变形过程中物质点体积域的变化，建立物质点体积域与背景网格之间的拓扑关系；由背景网格节点将物质点的体积域划分为若干体积子域，在物质点各体积子域中心分别布置虚拟映射物质点，其中虚拟映射物质点上的物质信息由该物质点的物质点上的物质信息直接确定；进而基于虚拟映射物质点实现背景网格节点的质量、动量、体力、面力和应力等物质信息的映射。本发明能够准确给出物质点法可有效消除物质点法在求解结构大变形问题时的网格穿越误差，解决了物质点法在求解结构大变形动力学响应时求解精度不足的问题。

主权项

1.一种用于结构大变形响应的物质点法的物质信息映射方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、基于拉格朗日物质点离散问题域，初始化各物质点的物质信息，包括质量、动量、密度、应力应变、变形梯度；布置规则的欧拉型背景网格；/n步骤2、通过物质点的变形梯度，确定各物质点的当前体积域；/n步骤3、确定各物质点体积域与背景网格之间的拓扑关系，通过背景网格节点将物质点体积域划分为k个体积子域，在各个体积子域中心布置虚拟映射物质点，虚拟映射物质点上的物质信息由物质点上的物质信息求解得到；/n步骤4、基于虚拟映射物质点，采用对应的线性插值形函数或其梯度，将虚拟映射物质点上的物质信息，包括质量、动量、面力、体力和应力映射到相应的背景网格节点上；/n步骤5、在背景网格节点上施加本质边界条件，对控制方程进行显式求解；/n步骤6、更新虚拟映射物质点的加速度、速度、应变增量、旋度增量和变形梯度物质信息；/n步骤7、基于虚拟映射物质点上加速度、速度、应变增量、旋度增量和变形梯度物质信息，求解各物质点上相应的物质信息；/n步骤8、更新物质点的位移、密度、体积和应力应变物质信息；/n步骤9：输出结果信息，进入下一计算流程或结束计算。/n