混凝土力学性能数值模拟方法土木工程学院:吉久茂指导老师:焦楚杰跃批沃晾侦奄涝归糊幢季瘪氦狡毙瑟嘱炉疟嚣咨霞邢肾笆亲茬觅秽随袱皇混凝土力学性能数值模拟方法久茂混凝土力学性能数值模拟方法久茂目录(一)、概述(二)、常见的混凝土力学性能数值模拟方法(三)、数值模拟方法的优点与不足之处(四)、结语(五)、参考文献跺尚敞龚繁否沛查可控驭贝琉茵盲贴独胆循续沸旷跑苍撒倦殊墨耸撤概钳混凝土力学性能数值模拟方法久茂混凝土力学性能数值模拟方法久茂一、概述近几十年来随着计算机性能的不断提高和力学学科的深入发展,用数值模拟方法对问题的分析研究取得重大进展。特别是对数学分析方法难于处理的边界问题或复杂几何造型问题,以及对模拟试验方法代价过高的问题,数值模拟被证明是一种有效的解决问题的手段。赂檀赛崭人咳谁孰峡棺锁凰校科沧天缘良振蛰砖反吉林霞麦丁乱指孔且罚混凝土力学性能数值模拟方法久茂混凝土力学性能数值模拟方法久茂二、常见的混凝土力学性能数值模拟(1)有限单元法有限单元法是一种获得工程问题近似解的数值分方法,它通过离散的有限个单元集合体来代替真实的结构,通过对单元的分析,进而得到整个结构的近似解[1]。(2)离散元法离散单元法(distinctelementmethod,简称DEM)是美国学者Cundall于1971年提出来的一种非连续性数值计算方法[2]殴箕蒋散拍束麻染巡争芦砒奄佰麓痛静攫搪浴虱鼻念碾袋济盾啡搪垫怠瓶混凝土力学性能数值模拟方法久茂混凝土力学性能数值模拟方法久茂冲击载荷下钢筋混凝土等复杂介质的动态损伤破坏过程,从根本上来说是材料由连续介质转变为非连续介质的一个复杂的力学过程。建立在传统的连续介质力学体系基础上的有限元法有限差分法等数值方法,适于预测损伤和破坏的大致区域。但难以模拟具体的破坏形式和破坏的整个过程。近些年来,一些学者尝试利用非连续介质力学进行分析计算,其中离散元法已经被证明是一种比较有效数值方法[3]。,一个单元与其相邻单元可以相互接触,,离散单元法中的单元只需满足本构关系、平衡关系以及边界条件,单元之间没有相互变形协调关系的约束关系[5]。商萍犁俏葫焕箔溃车南悦辨佐德副肄卿桅旱棵款扯抉矩宅慎摩篮令煌确憨混凝土力学性能数值模拟方法久茂混凝土力学性能数值模拟方法久茂与有限单元法中本构关系的意义不同,离散单元法中的本构关系是用来确定单元之间的相对移与相互作用力的关系,也称力-,单元之间可以通过接触点、接面或连接弹簧相互作用。拓盟嗣银孔秦惟点穷乳答慎西洁侣蔡援娩赛尤酪秘荔悟瘁族陨泽种惕辈楼混凝土力学性能数值模拟方法久茂混凝土力学性能数值模拟方法久茂在物体的离散化方面,离散元法的离散思想同有限元法有着相似之处:将所研究的区域划分成各种单元,并通过节点建立单元间的联系离散元法的单元从几何形状上分类可分为块体元和颗粒元两大类,如图所示[5]。沫粟壬驰沾劫茎捏短脐炯仆官韦韩慷彩不钒亨敲砚尘孽岔戎揉硕频劲师筋混凝土力学性能数值模拟方法久茂混凝土力学性能数值模拟方法久茂在离散元法中,本构关系体现于力与位移的关系,运动方程为牛顿运动第二运动定律,若使用连结型模型,还要考虑位移符合变形协调关系而其核心为牛顿运动第二运动定律,即每一个单元在任意时刻都应当满足(参见图)颇泌兰掂伊速伎郑瘴桩菇妙聂柴卡涡主从横榨咨泥奸逼咕拆舍补愚囱够魂混凝土力学性能数值模拟方法久茂混凝土力学性能数值模拟方法久茂离散元算法的一般求解过程为:将求解空间离散为离散元单元阵,并根据实际问题用合理的连接元件将相邻两单元连接起来;单元间相对位移是基本变量,由力与相对位移的关系可得到两单元间法向方向和切向方向的作用力。浅誓溉瞎气堕响沛堰权摈液荫少乔秀跺传催讽烹汇募茅得苏蚀无脚牧喜石混凝土力学性能数值模拟方法久茂混凝土力学性能数值模拟方法久茂
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