基于積分點(diǎn)的材料分區(qū)方法研究.pdf

1、用有限元進(jìn)行數(shù)值分析時(shí)，為模擬復(fù)雜的材料分區(qū)而建立復(fù)雜的幾何網(wǎng)格將花費(fèi)大量的人力和時(shí)間。人們一直在探討和發(fā)展不依賴網(wǎng)格的數(shù)值計(jì)算方法，如無網(wǎng)格法等。當(dāng)前，無網(wǎng)格方法尚在發(fā)展過程中，尚缺少成熟而穩(wěn)定的無網(wǎng)格通用計(jì)算軟件。在這樣的背景下，研究基于現(xiàn)有有限元軟件的新的材料分區(qū)方法成為一項(xiàng)有實(shí)用意義的工作。 對于大型水利水電工程中基巖存在節(jié)理、層間裂隙、斷裂帶等軟弱結(jié)構(gòu)面，在利用有限元數(shù)值分析時(shí)，通常將幾何模型按照材料區(qū)域的不同來分塊，

2、以此來實(shí)現(xiàn)模型中不同材料的分區(qū)。但是由于地質(zhì)構(gòu)造在空間上的隨機(jī)性和復(fù)雜性，幾何模型的建立往往成為分析任務(wù)時(shí)間進(jìn)度的瓶頸。 本文的方法是利用積分點(diǎn)坐標(biāo)對材料進(jìn)行分區(qū)，可以將材料與有限元網(wǎng)格分離，避免復(fù)雜分區(qū)帶來的模型網(wǎng)格剖分上的困難。本文借助于大型有限元軟件ABAQUS中用戶子程序UMAT來實(shí)現(xiàn)材料進(jìn)行分區(qū)，在形成網(wǎng)格時(shí)可以不考慮單元的材料屬性，有效地減少了剖分網(wǎng)格的工作量。 對本文提出的材料分區(qū)方法進(jìn)行了大量的數(shù)值試驗(yàn)，