Virginia Tech 研究人员开发 IGA 以更高效地建模具有复杂切口的蒙皮纵梁复合材料
单元化结构正被用于建造更轻、更环保的飞机。这种先进的多层复合材料具有高强度重量比，因此越来越多地用于航空航天和造船等行业。
然而，当用于高超音速航天器时，由于飞行器表面与大气之间的摩擦导致空气动力加热，这种结构会在短时间内经历显着的温升。这种现象在再入和发射过程中更为突出。因此，考虑热效应在此类结构的设计和分析中具有重要意义。
由于对层压复合材料的要求增加，对于大量工程应用，不可避免地要使用具有任意形状切口的板。但是，由于此类切口的存在，结构对载荷的响应会受到显着影响。由于带切口的层压复合材料的研究是一个复杂的问题，数值方法被广泛使用。现在，弗吉尼亚理工学院和州立大学（美国弗吉尼亚州布莱克斯堡的弗吉尼亚理工大学）的研究人员结合最近发展的等几何分析 (IGA) 来对具有各种形状和尺寸的切口的曲线加筋复合板进行建模。
根据弗吉尼亚理工大学 Unitized Structures 小组的前博士生 Balakrishnan Devarajan 博士的说法，“IGA 提供了更高的精度和效率，并在每个网格细化级别表示了加劲肋的精确几何形状。它还可以在加强筋和复合板连接区域附近的细化中实现更大的灵活性。”
Devarajan 博士和他的合作者 Rakesh Kapania 博士完成的开发介绍了一种使用插值函数矩阵实现加劲肋和板控制点之间位移连续性的新方法。曲线加劲肋仅由三个控制点精确生成（图 1）。研究人员使用多个补丁来创建复杂的切口几何形状，并制定了一种方法来强制执行界面条件，以保持多个补丁之间的高阶连续性。所开发的方法消除了加劲肋节点与板节点重合的必要性。
与标准有限元方法的分析和比较表明，使用 IGA 具有更高的收敛速度、准确性和效率。这项工作将很快作为开源代码在 GitHub 上提供。该研究已发表在复合结构 文章：“使用等几何分析法研究带切口曲线加筋层压复合板的热屈曲”。
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