当前位置:主页 > 科技论文 > 建筑工程论文 >

基于离散元法与有限元法耦合模型的网壳结构倒塌过程分析

发布时间:2018-03-16 16:39

  本文选题:离散元法 切入点:显式有限元 出处:《建筑结构学报》2017年01期  论文类型:期刊论文


【摘要】:针对有限元法(FEM)处理不连续位移场所存在的难以收敛、网格需重新划分、裂尖奇异场网格密度大等问题,结合离散元法(DEM)的优点,提出了一种DEM/FEM耦合计算模型。基于罚函数法,通过建立虚功方程及变分原理,得到了界面耦合力的计算公式,给出了耦合模型计算流程并自主开发了相关计算程序,通过算例验证了该耦合计算模型的正确性。并将该耦合模型用于单层球面网壳结构受冲击荷载作用下的倒塌过程仿真,比较了纯FEM、纯DEM及DEM/FEM耦合三种不同计算模型的数值结果与计算效率。计算结果表明:DEM/FEM耦合模型应用于网壳结构倒塌数值模拟时,与纯DEM模型相比,可减少计算规模从而节省机时,计算效率高;在处理强非线性问题时,纯FEM存在不收敛现象而耦合模型则能顺利完成计算分析,更具算法稳定性优势。
[Abstract]:In view of the problems such as the difficulty of convergence in the discontinuous displacement site treated by the finite element method (FEM), the need to redivide the mesh and the large density of the grid in the singular field of the crack tip, a DEM/FEM coupled computing model is proposed based on the penalty function method, combined with the advantages of the discrete element method (DEM). By establishing the virtual work equation and variational principle, the calculation formula of the interface coupling force is obtained, and the calculation flow of the coupling model is given, and the related calculation program is developed independently. An example is given to verify the correctness of the coupled model, and the coupling model is used to simulate the collapse process of single-layer spherical latticed shell under impact loading. The numerical results and computational efficiency of three different computational models of pure FEM, pure DEM and DEM/FEM coupling are compared. The results show that the ratio DEM / FEM coupling model is applied to the numerical simulation of collapse of latticed shell structures, which is compared with the pure DEM model. It can reduce the calculation scale and save the computer time, and when dealing with the strong nonlinear problems, the pure FEM has the phenomenon of non-convergence and the coupling model can successfully complete the calculation and analysis, which has the advantage of the stability of the algorithm.
【作者单位】: 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室;
【基金】:国家杰出青年科学基金项目(51125031)
【分类号】:TU399;TU312.3

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 蒋东鹰,管迪华;用闭环耦合模型对盘式制动器制动尖叫的研究[J];清华大学学报(自然科学版);1998年08期

2 赵崇斌,张楚汉,张光斗;地基无限域的动力模拟——有限元与无穷元耦合模型[J];水利学报;1990年06期

3 严其芳;王卫光;王志平;张蔚;;小波网络耦合模型在地下水位动态预测中的应用[J];水电能源科学;2012年05期

4 刘玉邦;梁川;;基于PCP-C耦合模型的流域洪水分类研究[J];水文;2010年01期

5 孙培德,钱耀敏,缪海泉;岩体中热-水-力耦合模型的新进展[J];浙江地质;1998年02期

6 陈刚;张洪武;;材料的率相关与梯度耦合模型的二维内尺度律研究[J];岩土力学;2007年04期

7 杨金忠,蔡树英;土壤中水、汽、热运动的耦合模型和蒸发模拟[J];武汉水利电力学院学报;1989年04期

8 黄勇;陈静;;岩体裂隙介质各向异性耦合模型研究[J];河海大学学报(自然科学版);2009年02期

9 林孝松;刘书军;许江;;采用灰色-马尔可夫耦合模型预测古树屋边坡变形[J];路基工程;2012年01期

10 冯立岩,范立云,隆武强,孙秀峰;柴油机活塞组耦合模型有限元分析[J];汽车工程;2004年02期

相关会议论文 前4条

1 程知言;裘慰伦;高志勇;霍明宇;;多冷源冻结温度、应力、水分场耦合模型研究[A];地球科学与社会可持续发展——2005年华东六省一市地学科技论坛论文集[C];2005年

2 周雯;郭振仁;赵肖;;珠江三角洲河口盐水入侵耦合模型的研究及应用[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年

3 康健;赵阳升;董晓梅;;岩体介质的随机固流热耦合模型[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

4 陈俊合;刘海洋;;北江中下游洪水计算耦合模型研究[A];地理教育与学科发展——中国地理学会2002年学术年会论文摘要集[C];2002年

相关硕士学位论文 前6条

1 杨甜甜;大沽夹河流域水文水动力耦合模型研究及应用[D];大连理工大学;2015年

2 李滨锷;降雨作用下非饱和堆积边坡固—液—气耦合模型的数值分析[D];成都理工大学;2015年

3 吕英平;盘式制动器新型闭环耦合模型建模及分析方法研究[D];燕山大学;2016年

4 张天浴;基于TFM-DEM耦合模型的气固多相流动数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2016年

5 王维;基于耦合模型的棕(褐)地再利用效益评价[D];南京农业大学;2013年

6 李析男;基于地表—地下水动态变化的水文耦合模型应用研究[D];郑州大学;2011年



本文编号:1620758

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/1620758.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户10689***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com