彈塑性DEM方法在桿系結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究

齊念　葉繼紅

摘要：在顆粒離散元（DEM）方法應(yīng)用于桿系結(jié)構(gòu)彈性分析基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)材料非線性行為進(jìn)行了研究。引入纖維模型，將DEM方法中連接顆粒與顆粒之間的彈簧用分布式彈簧進(jìn)行等效，并將分布式彈簧看作是粘結(jié)截面的若干根纖維，建立了可考慮截面塑性發(fā)展的DEM纖維模型。推導(dǎo)了彈塑性接觸本構(gòu)模型內(nèi)力增量計(jì)算公式，編制了計(jì)算程序并通過(guò)算例驗(yàn)證了此方法在結(jié)構(gòu)彈塑性分析中的適用性和正確性。最后，以跨度40 m的單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為例，對(duì)其進(jìn)行地震彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析，模擬了結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)以及桿件截面塑性發(fā)展程度。此方法可有效克服傳統(tǒng)有限元方法在非線性分析時(shí)存在的剛度矩陣奇異、迭代不易收斂等問(wèn)題。