一种有限元转化为颗粒离散元的方法及其应用研究

发布时间：2017-07-04 19:19

  本文关键词：一种有限元转化为颗粒离散元的方法及其应用研究

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【摘要】：为了充分发挥有限元与颗粒离散元各自的优势,提出了一种由有限元转化为颗粒流的方法。数值模型首先用较粗的有限元网格进行离散,并在单元上引入连续介质本构模型。力学计算开始后,实时跟踪各单元的应力状态。一旦某单元的应力满足Mohr-Coulomb准则或最大拉应力准则,删除该单元,同时创建具有一定数目、随机分布且微嵌入的颗粒簇。其后,该单元所在区域的非连续变形及失稳断裂由颗粒簇演化获得。各颗粒的质量、材料参数、速度、位移、接触力等信息根据插值从有限元单元中继承。为了实现有限元与颗粒流接触面的耦合计算,引入了点-棱(二维)及点-面(三维)接触模型,通过法向及切向弹簧实现接触力的计算。颗粒球与有限元板的碰撞分析、单轴压缩、岩石切割等案例展示了上述方法的精确性及合理性。
【作者单位】： 中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室;
【关键词】： 数值方法 有限元 颗粒离散元 耦合转化模型 渐进破坏
【基金】：国家科技支撑计划(No.2012BAK10B00)资助 国家自然科学基金青年基金项目(No.11302230)资助
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言地质灾害的形成过程是地质体从连续介质到非连续介质的渐进破坏过程。地质体内部裂纹的萌生、扩展、交汇、贯通,表征了地质灾害发展演化的不同阶段[1]。地质体中多裂纹扩展过程的数值模拟是当前国内外学术界的研究热点及难点。其中,有限元法及离散元法是两类主要的数值模

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本文编号：519056