功能梯度材料實(shí)現(xiàn)了不同材料之間的連續(xù)過(guò)渡,消除了材料間的宏觀界面,使材料的力學(xué)性能得到顯著增強(qiáng)。但在功能梯度材料結(jié)構(gòu)中經(jīng)常會(huì)遇到切口,切口尖端會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中甚至引發(fā)應(yīng)力奇異,從而降低工程構(gòu)件的安全性能。由于串行有限元程序計(jì)算功能梯度材料結(jié)構(gòu)耗時(shí)過(guò)長(zhǎng),本文編制了并行有限元程序,以不銹鋼/陶瓷梯度材料為研究對(duì)象,定義了功能梯度材料組成成分的過(guò)渡方式,對(duì)功能梯度材料切口奇異應(yīng)力進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下:首先,根據(jù)不銹鋼/陶瓷功能梯度材料模型的計(jì)算規(guī)模和現(xiàn)有的計(jì)算環(huán)境選擇合適的并行技術(shù),并利用支持OpenMP的Microsoft Visual Studio集成Intel Visual Fortran的編譯器編寫(xiě)有限元程序。重點(diǎn)針對(duì)計(jì)算量大的整體平衡方程求解部分進(jìn)行并行化處理:使用并行高斯消去法對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化,大幅度縮短程序運(yùn)行時(shí)間;再針對(duì)有限元程序產(chǎn)生的稀疏矩陣的特性,調(diào)用Microsoft Visual Studio編譯器內(nèi)部的PARDISO函數(shù)進(jìn)行再次優(yōu)化,使整體的有限元程序運(yùn)行時(shí)間進(jìn)一步縮短,以提高程序的運(yùn)行效率。繼而,對(duì)并行計(jì)算的影響因素進(jìn)行了詳細(xì)研究,主要從不同的計(jì)算環(huán)境和每個(gè)線程單次計(jì)算的數(shù)據(jù)量?jī)煞矫嬷?對(duì)并行計(jì)算的加速效果進(jìn)行測(cè)試,找到了目前良好的并行加速狀態(tài)。之后,使用編制的并行有限元程序,針對(duì)均質(zhì)材料和兩種不同梯度的不銹鋼/陶瓷功能梯度材料中的對(duì)稱(chēng)切口和斜切口進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。每種模型分別設(shè)置2cm、4cm、8cm、12cm、16cm和20cm的切口深度以及30°和60°的開(kāi)口角度,通過(guò)編制的并行有限元程序計(jì)算出各種模型切口尖端的應(yīng)力場(chǎng),并采用后處理的辦法計(jì)算出各種模型切口的應(yīng)力奇異性指數(shù)和應(yīng)力強(qiáng)度因子。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TB34
【部分圖文】：

安裝后將會(huì)自動(dòng)集成為新的編譯器。集成后的編譯器軟件是項(xiàng)目為單位進(jìn)行工作逡逑的，創(chuàng)建新的Ｆｏｒｔｒａｎ程序時(shí)，需要在新建項(xiàng)目中找到空白程序進(jìn)行編程，并且逡逑可以對(duì)項(xiàng)目名稱(chēng)和項(xiàng)目存儲(chǔ)路徑進(jìn)行修改，項(xiàng)目選擇界面如圖２．２所示：逡逑邐二．邐邐邐．．．．．—邋邐邐邐邐邐邐．．．．．邋邋．．．．．愈．邐邐逡逑Ｉ邋ｔ邋Ｓｃ５．邐，Ｎ￡７邋ｆｆａｍ＾ａｒｋＡＳ邋－邐＾邋：邐Ｐ＇逡逑Ｊ邐＾邐⑷放邋Ｉｔ■■七Ｆｃ逡逑』哲坂邐Ａ邋ｐｆｏｊｔｘｔｉＯＪ邋ｖｒｔ－４ｔｉ；＇９邋ｅ邐ｒ＜ｆ逡逑ｔ，邋ｙｌ５ｔ．ｅ（邋ｂ３Ｓ；ｃ邐ｔ＞？0９ｆｄ？ｎ邋Ｃｏｄ？ｆ邐ｔｎｒｔ：，１＞｝邋Ｖ：ｓ，ａａｌ邋ｆｘｎｖａｒ．邐ａｐｐ邋＾ａｉｉｃｎ逡逑Ｐ邋Ｖｉｓｔａ！邋Ｃ＝逡逑Ｃ－ｒ－ｒ逡逑？？邋ＶＳｓｔａｉ邋Ｆ？逡逑＊邋Ｖ？ｕ＜ｔ：邋ｆｏｒｔｔｆｔｒ逡逑Ｃｏｍｏｌｆｆ邋ＡｐＯｉｊｃａｉｉｃｎ逡逑ＱｔｆｔｃｋＷｍ邋Ａｓｐｌｉｔａｔ邋ａｎ逡逑？Ｖ＾ｒ＞ｄｃｗｉｒｇ邋Ａｐ｜ｓ！＞ｒｅ＾ｉｅｒ逡逑ＣＣＳ？邋Ｓｅ＞ｖｃｒ逡逑ｔ邋Ｔｙｐ－Ｓｃｒｔｐｔ逡逑ｔ邋；＊＾ｊＳｃｒ＜ｐｔ逡逑？－邋ｊｃｓｓｓｉｅｊｓ逡逑－0襲逡逑ｉ－邋ｒｒ＞逡逑

本文編號(hào)：2808593