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一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法及装置制造方法及图纸

技术编号:43086051 阅读:16 留言:0更新日期:2024-10-26 09:35
本发明专利技术涉及一种土‑结构复杂相互作用有限元分析方法及装置,所述方法包括以下步骤:根据材料命名从材料信息数据库中调用相关材料参数;对土体与结构模型进行网格划分,根据材料信息数据库提取使用的材料特性计算单元刚度矩阵;根据土‑结构之间的塑性位移,确定带有塑性位移的接触面之间的实际距离;通过带接触条件的线性规划计算方法,计算各个单元的接触节点力;初应力法计算单元节点位移与塑性位移,位移结果迭代求得,通过相对差值百分比,判断输出应变与应力或重新修正。与现有技术相比,本发明专利技术对于土体与结构的本构拥有较高的计算效率,一方面能够满足灾害下多场景的快速震害评估需要,另一方面也在不同研究问题上具有较强的移植性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有限元分析,涉及一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法及装置


技术介绍

1、非线性问题总体求解方法主要分为变刚度法、初应力法与初应变法。变刚度法是目前商业有限元软件常用的求解方法,该方法具有较好的通用性,但每个计算时段都要重新计算单元刚度矩阵并组合为总刚度矩阵,计算效率不高,应用在实际工程问题中耗时长。初应变法采用微分形式的本构关系,在每个计算时段内假设应力不变,将求得的总粘性应变视为初应变,求取附加力和位移增量,每个时段内刚度矩阵保持不变,相较变刚度法有着更高的计算效率。初应力法采用微分形式的本构关系,基于材料的松弛模量,在每个计算时段内假设应变不变,将求得的粘性松弛应力视为初应力,求取附加力和位移增量,同样地在每个时段内刚度矩阵保持不变。由于土体更适宜进行松弛试验,因此初应力法相较于初应变法在土-结构复杂相互作用有限元分析中具有优势。

2、结构与场地是密不可分的两个因素,结构位于场地之上或处于场地之中,无论何种情况,结构都会受到场地的影响,该效应称为土-结构复杂相互作用效应,即土的存在会导致场地的上部运动不同于基岩面的运动,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法,其特征在于,步骤S2中粘弹性材料依据弹性力学物理方程得到单元刚度矩阵[D],弹性力学物理方程如下:

3.根据权利要求1所述的一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法,其特征在于,步骤S2中弹塑性材料依据弹塑性力学应力应变关系得到单元刚度矩阵[D],弹塑性力学应力应变关系如下:

4.根据权利要求1所述的一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法,其特征在于,步骤S3中接触面之间的实际距离{δ}计算公式如下:

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【技术特征摘要】

1.一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法,其特征在于,步骤s2中粘弹性材料依据弹性力学物理方程得到单元刚度矩阵[d],弹性力学物理方程如下:

3.根据权利要求1所述的一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法,其特征在于,步骤s2中弹塑性材料依据弹塑性力学应力应变关系得到单元刚度矩阵[d],弹塑性力学应力应变关系如下:

4.根据权利要求1所述的一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法,其特征在于,步骤s3中接触面之间的实际距离{δ}计算公式如下:

5.根据权利要求1所述的一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法,其特征在于,步骤s4中基于接触问题的连续条件、平衡条件、接触准则与非负性约束条件,通过单纯形法求解各个单元的接触节点力{pp}e。

6.根据权利要求5所述的一种土-结构复杂相互作用有限元分析方法,其特征在于,带有塑性位移的接触面连续条件如下:

7.根据权利要求5所述的一种土-结构复杂相互...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐元辰赵志鹏
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:

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