弹性DEM方法在杆系结构中的应用研究
本文选题:离散元 切入点:杆系结构 出处:《工程力学》2017年07期
【摘要】:基于颗粒离散元方法(DEM),结合杆系结构的特点,提出了一种适于杆系结构问题分析的DEM模型。对颗粒元相应的质量和转动惯量计算公式进行了修正;通过能量等效原理推导了杆系DEM模型分析时弹簧接触刚度系数表达式;将瑞利阻尼引入到DEM方法之中,给出了阻尼常数计算公式并用算例进行了验证。将该方法应用于杆系结构弹性分析,包括静动力与几何非线性大变形问题的空间框架结构和网壳结构等多个算例,计算结果与有限元方法结果吻合良好。DEM方法的特点是将动力分析和几何非线性分析自动包含在运动方程的计算之中,不用组集刚度矩阵,无需迭代求解。杆系DEM模型非常适宜处理杆系结构大变形及动力非线性问题,尤其是在结构进入强非线性之后的模拟分析。
[Abstract]:Based on the particle discrete element method (DEM) and considering the characteristics of the structure of the bar system, a DEM model suitable for the analysis of the structural problems of the bar system is proposed. The formula for calculating the mass and the moment of inertia of the particle element is modified. Based on the principle of energy equivalence, the expression of spring contact stiffness coefficient in the analysis of DEM model is derived, and the Rayleigh damping is introduced into the DEM method. The calculation formula of damping constant is given and verified by an example. The method is applied to the elastic analysis of bar structures, including the spatial frame structures and reticulated shell structures for static, dynamic and geometric nonlinear large deformation problems. The characteristic of the Dem method is that the dynamic analysis and the geometric nonlinear analysis are automatically included in the calculation of the equation of motion without the use of the set stiffness matrix. There is no need for iterative solution. The DEM model is very suitable to deal with the large deformation and dynamic nonlinear problems of the structure, especially the simulation analysis after the structure enters the strong nonlinearity.
【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】:TU323
【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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本文编号:1671203
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