单位文秘网 2021-08-30 08:58:17 点击: 次
组织性的类库,在该框架中可以实现消息数据的实时交流,還可以应用相关函数完成计算任务。构建应用程序框架需要以有限元基础类库为基础,赋予类库中封装好的类实用意义,利用具体的对象完成操作行为。设计人员应明确单元类、材料类、节点类等各大类之间的关系,进而构建整个应用程序框架的最外层结构。在静态情况下,有限元基础类库的对象类无法组建一个能够相互传递消息、调用对方函数的网络,需要将其与应用程序框架相结合才能完成面向对象非线性有限元程序的运行任务。设计人员需要营造集成开发环境,以此为设计工作提供简便高效的工具。营造集成开发环境的意义在于能够为工作人员提供使用的设计模板,通过在该模板上添加、删减代码,达到自己想要的效果。
4.2非线性有限元程序设计步骤
应用面向对象法与非线性有限元理论进行程序设计更加科学高效,设计人员只需利用简单的单元类进行两级结构设计就可形成一个完整的非线性有限元程序,极大地提高了设计人员的工作效率与质量。第一级设计是单元级设计,工作人员首先要掌握单元刚度的定义与利用单元类构建单元刚度矩阵的方法。如果单元级设计中不涉及非线性几何问题,可将其归为线性问题处理,反之则需要进行单独处理。第二级设计是总体级设计,通过非线性求解器的应用在每一个迭代步和增量步中求解相关问题。
4.3非线性有限元程序的扩展
从应用程序框架角度分析面向对象非线性有限元程序较为简单,只需在某一环节和接口中插入相关代码就可完成,也就是说通过已有对象类的继承和扩展使程序设计符合要求。首先是单元类的继承与扩展,有限单元分析中的单元类不具有可执行性,必须使用具体的单元,充分发挥面向对象的继承性和封装性。其次是材料类的继承与扩展,材料数据类与单元数据类相同,也需要依靠具体的数据进行运算设计。例如,可将材料数据基类分为具体的弹性材料类和塑性材料类,了解每一种材料类的属性与特点。最后是求解器类的继承与扩展,在求解非线性问题时,设计人员的任务是在线性化系统类的帮助下利用变刚度迭代和常刚度迭代方法解决问题。
5总结
综上所述,面向对象方法学与非线性有限元分析理论在有限元程序设计中有着至关重要的影响,设计人员应熟练掌握方法理论基础,从而利用有限元基础类库减少传统程序中存在的大量复杂数据结构。在今后的设计工作中,设计人员还应加强前后处理数据的管理,积极寻找更加有效的管理方式,提高有限元程序的可扩充性。另外,还应从程序框架角度优化有限元程序设计效果,从而使面向对象非线性有限元程序更加灵活地应用于工程分析,提高分析水平。
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