膜材碰撞接触分析的向量式有限元法

向量式有限元是以向量力学理论为分析基础并基于点值描述来获得结构体系行为的新型分析方法。在简要介绍向量式有限元三角形膜单元基本理论的基础上，针对膜材与刚体、膜材与膜材两类碰撞接触问题，提出了碰撞检测和碰撞响应的处理方法。通过膜材质点与三角形网格面之间的单向碰撞检测方法来处理膜结构的碰撞检测问题；结合罚函数法和中央差分位移式，提出基于中央差分式的罚接触力响应方法，同时赋予罚参数的选取规则，以处理膜结构的碰撞响应问题。在此基础上编制了向量式有限元膜单元的碰撞接触分析程序，并通过算例分析验证了理论推导和编制程序的可靠性和计算稳定性，体现出向量式有限元方法进行膜材碰撞接触分析的优势