摘要:为了能够更好地理解形函数的概念,这里引人面积坐标。在如图39.4-9所示的三角形单元ijm中,任意一点P(x,y)的位置可以用以下三个比值来确定: 式中,为三角形单元ijm的面积; 为三角形pjm、pmj、pij的面积; 称为P点的面积坐标,显然,这三个面积坐标不是完全独
为了能够更好地理解形函数的概念,这里引人面积坐标。在如图39.4-9所示的三角形单元ijm中,任意一点P(x,y)的位置可以用以下三个比值来确定:
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GS4364E.png)
式中,为三角形单元ijm的面积;
为三角形pjm、pmj、pij的面积;
称为P点的面积坐标,显然,这三个面积坐标不是完全独立的,
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GS4364E.png)
式中,为三角形单元ijm的面积;
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GS641231.png)
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GSFY03.png)
这是由于
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GS941604.png)
所以有
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GS953S8.png)
对于三角形Pjm,其面积为
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GT005D7.png)
故有
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GT01K17.png)
类似地有
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GT031W7.png)
可见,前面讲述的平面三角形单元的形函数![](/uploads/allimg/140927/10-14092GT5063E.png)
等于面积坐标![](/uploads/allimg/140927/10-14092GT530M2.png)
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GT5063E.png)
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GT515628.png)
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GT530M2.png)
容易看出,单元三个节点的面积坐标分别为
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GT543M5.png)
根据面积坐标的定义,平行于jm边的某一直线上的所有节点都有相同的坐标L,,并且等于该直线至jm边的距离与节点i至jm边的距离之比,图39.4-9中给出了的一些等值线。平行于其他边的直线也有类似的情况。
不难验证,面积坐标与直角坐标之间还存在以下变换关系:
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GT602430.png)
当面积坐标的函数对直角坐标求导时,有下列公式:
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GTS53G.png)
求面积坐标的幂函数在三角形单元上的积分时,有
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GTU0338.png)
式中,
为整常数。
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GU103139.png)
求面积坐标的幕函数在三角形单元某一边上的积分值时,有
![](/uploads/allimg/140927/10-14092GU11U35.png)
式中,l为该边的长度。
(责任编辑:laugh521521)
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