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题名考虑接触问题的多边形有限元重力坝抗震断裂研究
被引量：2
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作者
徐强
董金凯
陈健云
李静
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机构
大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室
大连理工大学工程抗震研究所
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出处
《人民长江》
北大核心
2023年第8期211-220,共10页
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基金
国家自然科学基金重大项目子课题“混凝土坝枢纽潜在失效模式与灾变机理研究”(52192672)。
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文摘
抗震断裂问题是混凝土重力坝的重要研究内容,数值模拟则是针对此类问题的主要研究方法,现有断裂算法存在计算效率较低,大多未考虑接触等问题。为此,构造了高效的平均值坐标插值多边形单元和接触薄层单元,并将二者耦合后用于结构裂缝扩展的数值模拟。该方法将具有奇异特性以及复杂几何区域网格自适应性强的多边形有限元方法与平均值坐标插值方法、局部多边形网格策略结合起来模拟裂缝扩展;通过等参子三角形方法进行数值积分,求解刚度矩阵;基于最大周向应力准则,采用混合断裂强度因子作为起裂判据;针对裂缝面间的接触问题,引入张剪状态下的黏聚力模型以及压剪状态下的光滑接触模型。基于上述方法,通过Matlab编程的方式开发出一套能模拟裂缝扩展的程序,并通过对含边裂缝的PMMA板试验和含预设裂缝的四点剪切梁试验的模拟,验证了程序的准确性与有效性。最后,以含有预设裂缝的柯伊纳混凝土重力坝为例,对其在是否考虑接触问题下裂纹扩展的情况进行了对比分析,结果表明该程序模拟裂缝真实准确,具有计算速度快、结果文件小等独特优势。
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关键词
混凝土重力坝
平均值坐标插值多边形有限元
裂缝扩展
接触算法
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Keywords
concrete gravity dam
polygon finite element of mean value coordinate interpolation
crack propagation
contact algorithm
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分类号
TV642.3
[水利工程—水利水电工程]
TV313
[水利工程—水工结构工程]
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题名多边形有限元研究进展
被引量：20
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作者
王兆清
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机构
山东建筑大学工程力学研究所
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出处
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2006年第3期344-353,共10页
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基金
山东建筑大学科研基金(XN050103)资助项目~~
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文摘
有限元法是数值求解偏微分方程边值问题的重要方法,采用不规则多边形单元网格,可以方便有效地模拟材料的力学性能,又使得区域网格剖分变得灵活方便．特别是对于复杂的几何形状,多边形单元网格具有更大的优势．本文对国内外有关多边形有限元法的最新进展作了初步的总结和评述,主要以基于位移法的多边形有限元为主．论述了多边形有限元的发展历史,给出了多边形单元上的Wachspress插值、Laplace插值和重心坐标的一些最新研究成果．与经典有限元法形函数为多项式形式不同,多边形单元的形函数为有理函数或者无理函数形式．多边形单元插值形函数满足线性完备性,可以再现线性位移场,像经典有限元法一样直接施加本质边界条件;插值函数在多边形的边界上是线性的,确保不同单元间的自动协调．不同单元的插值形函数表达公式形式统一,方便混合单元网格计算的程序编写．提出了多边形有限元法今后需要研究的问题．
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关键词
有限元法
多边形单元
Wachspress插值
多边形Laplace插值
多边形重心坐标
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Keywords
finite element method, polygonal element, Wachspress＇ interpolation, Laplace interpolation, barycentric coordinates
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分类号
O241.82
[理学—计算数学]
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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