界面元法及其在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜使得在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，絕大多數(shù)都找不到精確的解析解，只有依靠數(shù)值方法尋找近似解。因此，各種數(shù)值分析方法伴隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)逐漸發(fā)展、成熟起來。有限元法就是求解連續(xù)介質(zhì)力學(xué)問題數(shù)值方法的典型代表，它的應(yīng)用越來越廣泛，它的技術(shù)也日趨完善。但是對(duì)于非連續(xù)介質(zhì)力學(xué)問題，如斷裂、界面等問題，有限元法的應(yīng)用受到了很大限制，因此尋找解決這類問題的數(shù)值方法成為需要和研究熱點(diǎn)。本文的主要工作就是利用界面元法解決非連續(xù)的界面問題。
　

2、　 首先，闡述了界面元法的基本理論，推導(dǎo)了界面元的剛度矩陣等計(jì)算公式，提出了對(duì)塊體單元形心點(diǎn)的約束及對(duì)位移荷載的多種處理方法，編制了界面元法的FORTRAN計(jì)算程序。以試驗(yàn)臺(tái)為對(duì)象，用自編界面元程序計(jì)算了該結(jié)構(gòu)的位移，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了用界面元法處理和解決包含界面結(jié)構(gòu)問題的可行性和有效性以及自編計(jì)算程序的正確性。
　　 其次，闡述了有限元法的基本理論及計(jì)算過程，根據(jù)界面元法良好的相容性，將界面元法與有限元法這兩種數(shù)

3、值分析方法結(jié)合起來使用，引入了過渡界面元的思想，建立了界面元-有限元混合計(jì)算模型，編制了FORTRAN計(jì)算程序。以懸臂梁作為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了求解分析，驗(yàn)證了混合計(jì)算模型和自編計(jì)算程序的正確性。
　　 最后，完成了對(duì)有限元分析軟件ABAQUS的初級(jí)二次開發(fā)。以受拉平坂為例，采用有限元法的三角形平面單元對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)離散，用自編的UEL用戶單元子程序及ABAQUS自帶的三角形單元庫(kù)對(duì)其進(jìn)行了求解，二種求解方法的計(jì)算結(jié)果有較好的一致性，