Embedded shell finite elements: Solid-shell interaction, surface locking, and application to image-based bio-structures

در این مقاله، ما یک روش عنصر محدودی پوسته تعبیه شده را برای کشف غیرمستقیم مسائل تعامل جامد پوسته بررسی می کنیم. مولفه اصلی آن یک رویکرد متنوع و سازگار است که ضمن سازگاری پوسته روی سطح یک محفظه جامد جاسازی شده، به سازگاری غیرمستقیم با عناصر جامد شش گوشه متصل می شود. روش مشتق شده از طریق فرمول لاگرانژی تکمیل شده و حذف رسمی چندگانه لاگرانژ رابطی، روش ما فقط به متغیرهای جابجایی بستگی دارد، که به وسیله تغییر بردار کشش وابسته به جابجایی به طور کامل به ساختار جامد بستگی دارد. ما نشان می دهیم که کمترین مربعات وزنی مورد نیاز برای ثبات فرمولاسیون موجب قفل سطحی شدید به علت عدم انطباق در فضاهای چندجملهای عنصر پوسته و عنصر جامد تعبیه شده است. ما نشان می دهد که چهارچوب کاهش یافته از اصطلاح ثبات که ارزیابی محدودیت سینماتیک در گره های عناصر پوسته تعبیه شده به طور کامل قفل سطح را کاهش می دهد. برای سازگاری های درشت، روش متداول متنوع ما با توجه به یک روش نقض مستقل بدون قفل، دقت فوق العاده ای به دست می دهد. ما تطبیق پذیری عناصر محدودی پوسته تعبیه شده برای تجزیه و تحلیل مبتنی بر تصویر را نشان می دهد، از جمله پیش بینی استرس مخصوص بیمار در یک مهره و لرزش محلی پوست در ساختار گیاهی.