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本文基于多刚体-弹簧系统模型,给出了求解平面刚架结构弹塑性、大位移极限承载力分析的多刚体离散元法。文中首先推导了多刚体离散元法在总体坐标下的切线刚度阵,建立多刚体元法的增量平衡方程。 相似文献
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本文在当前Lagrange列式法的基础上,采用第二类P—K增量应力与Grecn增量应变之间的切线本构关系,并结合非线性杂交应力梁元进行空间刚架结构大变形弹塑性屈曲及后屈曲分析、计算结果表明了本文方法的有效性。 相似文献
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TL法和UL法对刚架弹性大位移分析的适用性 总被引:1,自引:0,他引:1
本文分别基于Total Lagrange(TL)和Updated Lagrange(UL)描述分别导出了适用于刚架问题几何非线性分析的有限元公式系统,并研制了相应的计算程序,文中从量化的角度讨论了上述两种列式方法在通常情况下的适用性,并研究了诸如有限单元划分、杆件中轴向力的大小以及采用通常积分方法或积分平均化方法时等多种因素对于有限单元TL法和UL法适用性方面的影响,本文得出了一些相对量化的结论,对于非线性有限元方法的实际工程应用具有一定的指导意义。 相似文献
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离散的Kirchhoff理论三角形单元对一般壳体结构的分析是十分可靠的和有效的,本文将推广此种单元去分析壳体结构的大位移大应变弹塑性响应,校正的拉格朗日增量的Jaumann应力公式和塑性损伤相耦合的塑性流动本构关系已应用于列式中,在对带环向裂纹和环向槽受四点弯曲载荷的圆醉壳的分析中,显示了和实验结果符合一致,且说明了与塑性损伤相耦合的大应变弹塑性分析无论在宏观水平上或微观水平上都能显示比断裂力学方法更符合实际的结果。 相似文献
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利用颗粒离散元方法,并结合接触力学理论,对自黏连、弹塑性颗粒聚合体碰撞破损的细观力学机理进行了模拟研究。在颗粒间塑性变形存在的条件下,研究了颗粒物碰撞损伤。将弹性颗粒体碰撞与弹塑性颗粒体碰撞结果作了比较。结果表明:其他同等条件下,与弹性颗粒聚合体相比,弹塑性颗粒聚合体的损伤模式多为衰变或解体,而非断裂,其原由可以归结为塑性变形引起的额外能量损耗;其他同等条件下,与弹性颗粒聚合体比较而言,弹塑性颗粒聚合体碰撞加载阶段平板撞击力波动振幅较小,加载时间较长,撞击力峰值较大,且峰值出现的时间较晚,而损伤率却较大,其原因可以归结为颗粒间塑性变形对动能损耗、局部结构变化、内部力传播的影响。 相似文献
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提出了一种适用于Galerkin边界元法的高次单元插值方法和半解析半数值的积分方法 准高次元法,建立了有关数值模型和将该方法应用于结构弹塑性分析的算法模型.有关算例结果表明,本文建议的方法是切实可行的. 相似文献
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本文将弹性样条有限条分析推广到大位移弹塑性分析过程.开发了大位移样条有限条分析的C语言程序包.可用于任意边界条件及变厚度平板及柱壳结构的分析.与有限元法相比可节约大量计算机内存和机时,并可望推广到塑性加工领域中. 相似文献
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本文提出了用于岩土弹塑性有限元分析的隐式积分弹性刚度算法。该算法既具有隐式积分法精度好、效率高、无条件稳定等优点,也具有弹性刚度法中刚度矩阵正定、对称的特点,更重要的是它避免了传统切线刚度法在处理岩土非相关联塑性流动和屈服面“角点”所遇到的非对称性和奇异性计算问题。通过算例分析了该算法的精度、效率 相似文献
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An effective boundary element method for analysis of crack problems in a plane elastic plate 总被引:3,自引:0,他引:3
闫相桥 《应用数学和力学(英文版)》2005,26(6):814-822
A simple and effective boundary element method for stress intensity factor calculation for crack problems in a plane elastic plate is presented. The boundary element method consists of the constant displacement discontinuity element presented by Crouch and Starfield and the crack-tip displacement discontinuity elements proposed by YAN Xiangqiao. In the boundary element implementation the left or the right crack-tip displacement discontinuity element was placed locally at the corresponding left or right each crack tip on top of the constant displacement discontinuity elements that cover the entire crack surface and the other boundaries. Test examples (i. e. , a center crack in an infinite plate under tension, a circular hole and a crack in an infinite plate under tension) are included to illustrate that the numerical approach is very simple and accurate for stress intensity factor calculation of plane elasticity crack problems. In addition, specifically, the stress intensity factors of branching cracks emanating from a square hole in a rectangular plate under biaxial loads were analysed. These numerical results indicate the present numerical approach is very effective for calculating stress intensity factors of complex cracks in a 2-D finite body, and are used to reveal the effect of the biaxial loads and the cracked body geometry on stress intensity factors. 相似文献
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极地船舶操纵破冰性能是破冰船设计建造过程中需重点考虑的问题。为分析极地船舶操纵性能,本文发展了冰区船舶六自由度操纵破冰运动模型,采用扩展多面体离散元模拟海冰,舵桨操纵模型提供破冰力。开展平整冰区定常直航模拟计算,并与Lindqvist船体冰阻力经验公式展开对比验证;开展雪龙号敞水35°舵角操纵性仿真,并与实船试航结果进行对比。在此基础上,开展冰厚及舵角影响下的船体结构冰载荷及破冰轨迹计算,模拟得到操纵破冰航行中船体垂荡、横摇及纵摇运动时程;最后分析操纵破冰船体线载荷分布与直航破冰下的差异。 相似文献
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We report on further developments in the three-dimensional tracking of a particle deep within the tumbling ball charge of
an experimental mill. The experimental X-ray program employing the use of bi-planar X-ray angiography now includes the tracking
of a typical 6 mm bulk charge particle in three dimensions with a spatial resolution that is accurate to within 0.15 mm. The
improved experimental tracking techniques presented were developed for the purpose of generating accurate three-dimensional
particle trajectory data against which to validate a numerical method for the simulation of discrete media, namely the discrete
element method (DEM). These improvements are complimented with techniques for comparing charge profiles between numerical
DEM simulations and three-dimensional experimental trajectory data. 相似文献
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开展不同重力场下颗粒材料冲击动力学研究有助于加深对颗粒运动机制的理解和深空探测任务的实施。本文采用离散元模拟对颗粒介质受球形冲击物的冲击过程进行了数值模拟,并与地球重力下冲击的试验结果进行对比验证。在此基础上,进一步研究了重力加速度对冲击物动力学的影响规律。计算结果表明,在所有重力加速度下,冲击物的穿透深度d与冲击速度v0的关系可以用Poncelet模型表达;d与冲击物下落的总高度H表现为d~Hn的幂律关系,当H<10 m时,d与H的幂率标度为0.322,而H>10 m时,d与H的幂率标度下降到0.211。此外,穿透深度小于冲击物半径时,重力加速度对冲击物减速过程无影响。在所有的重力加速度下,当冲击速度大于5 m/s时,冲击物的持续碰撞时间tc是恒定的,且与重力的-1/2次方呈正比。 相似文献
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计算效率是制约工程尺度大规模颗粒系统离散元计算发展的重要因素,现有的粗粒化处理方法局限于特定应用并且缺少一般的理论依据。本文采用量纲分析方法,描述了在精确缩尺系统中各物理量应当满足的缩放定律;通过在粗粒化系统和原始系统的代表性体积单元之间建立质量、动量和能量的近似守恒关系,采用多尺度的描述方法得到了粗粒化系统与原始系统之间宏观和细观两种不同尺度的缩放关系,即双尺度粗粒化模型;精确缩尺系统中得到的缩放定律及离散元接触模型处理方法,完全适用于粗粒化系统中细观颗粒层面相关物理量的缩放,通过筒仓侧壁压力和休止角两个算例对精确缩尺模型在粗粒化系统中的有效性进行了验证。 相似文献
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本文基于TotalLagrangian增量叠加方法,采用Kirchhoff应力增量和Green应变增量表示的动力虚功方程和Kirchhoff应力-Green应变的单积分型本构关系,导出粘弹性大变形的动力变分方程。依此采用Newmark法和八节点轴对称等参数元与二十节点三维等参数元编制了轴对称及三维问题的动力响应计算程序,典型例题的计算结果表明分析符合结构的物理性质。 相似文献