三維非連續(xù)變形分析與有限元耦合算法研究.pdf

1、該文對非連續(xù)變形分析方法進(jìn)行了深入的理論研究和程序開發(fā)工作,主要研究內(nèi)容和研究成果概括為以下四部分內(nèi)容.首先,在Windows平臺上,開發(fā)了一套較為完整的二維非連續(xù)變形分析和二維非連續(xù)變形分析與有限元耦合算法軟件——DDAW.由于該軟件配備了前、后處理程序和高效的方程求解器,因此,方便了非連續(xù)變形分析方法在工程實(shí)際中的應(yīng)用,提高了計(jì)算效率.通過典型的數(shù)值算例對程序進(jìn)行考察,并利用耦合算法對聯(lián)實(shí)際有縫重力壩進(jìn)行了數(shù)值模擬,得到的數(shù)值結(jié)果可

2、為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供合理的參考.然后,將二維非連續(xù)變形分析方法方法拓展到三維空間,在完全一階位移近似模式下,由最小勢能原理建立了三維非連續(xù)變形分析方法的總體平衡方程,詳細(xì)推導(dǎo)了單一聲體的各子矩陣列式引入公共面法進(jìn)行三維塊體的接觸判斷,闡明了塊體之間的嵌入準(zhǔn)則和有面參與的接觸形式的進(jìn)入面確定方法,進(jìn)而給出了接觸子矩陣的列式(法向彈簧子矩陣、切向彈簧子矩陣以及摩擦力了矩陣),建立了三維非連續(xù)變形分析方法的正分析模型;自行編制了三維非連續(xù)變形分

3、析方法的計(jì)算程序——3DDDA,通過多個算例對算法和程序進(jìn)行了考察,驗(yàn)證了算法和程序的正確性.進(jìn)一步將三維非連續(xù)變形分析方法與三維有限元法結(jié)合,發(fā)展了三維非連續(xù)變形分析與有限元的耦合算法.由最小勢能原理建立了耦合法總體平衡方程,詳細(xì)推導(dǎo)了耦合法各了矩陣列式,在3DDDA程序中增加了三維耦合法計(jì)算程序,典型接觸、碰撞問題的算例說明了該文給出的算法和編制程序的正確性.最后,應(yīng)用二維非連續(xù)變形分析方法對堆石壩模型動力破壞過程進(jìn)行了數(shù)據(jù)模擬.