我正在使用有限元方法来获得结构谐波激发的时间响应。我使用线性位移函数来获得刚度矩阵和一致的质量矩阵,即我有这组方程:
和矩阵上应用边界条件的最佳方法是什么?
通常,我找到了两种方法:
- 删除自由度受限的行/列
- 修改矩阵设置以将行和列归零,并将它们放在对角线上以保持非奇异性。
我更喜欢第二种方式,因为我们可以调整它以考虑非零位移约束。
这里的问题是我使用 Newmark 方法来集成系统,最大的困难是我们正在处理几何非线性,这意味着是切线刚度矩阵。由于这是一个非线性问题,我们修改了 Newmark 方法以考虑非线性,并使用 Newton-Raphson 方法在时间前进时通常,Newton-Raphson 方法足够快以找到平衡位置。但是,如果初始估计不够好,它就不会收敛。
这里最大的问题是,当修改矩阵时,Newton-Raphson 发现的任何自由度上的误差残留都会传播,最终答案会发散。关于如何解决这个问题的任何想法?
我试图保持简单,没有太多关于 Newmark 方法或 FEM 方法的细节。但是,如果有必要,我们可以讨论它。